變剛度雙穩(wěn)態(tài)電磁式振動(dòng)發(fā)電機(jī)的研究.pdf

1、隨著便攜式電子產(chǎn)品、MEMS器件和無線傳感網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的供電方式已經(jīng)不能滿足用電需求。為了解決傳統(tǒng)供電方式對(duì)新興技術(shù)的制約，滿足此類產(chǎn)品的用電需求，電源系統(tǒng)應(yīng)具備質(zhì)量小、能量密度大、可集成、適應(yīng)性強(qiáng)、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。在選擇供電方式的過程中，研究人員發(fā)現(xiàn)，環(huán)境中蘊(yùn)藏著豐富的振動(dòng)能，收集環(huán)境振動(dòng)能并轉(zhuǎn)化為電能，是解決上述問題的一種可行方法。
　　 本文總結(jié)了振動(dòng)發(fā)電技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)各種拾振機(jī)構(gòu)的優(yōu)劣進(jìn)行了分析比較，針對(duì)

2、響應(yīng)頻帶窄，輸出功率低的問題，首次提出利用變剛度懸臂梁式拾振結(jié)構(gòu)，依據(jù)電磁感應(yīng)原理，結(jié)合雙穩(wěn)態(tài)隨機(jī)振動(dòng)理論，在AMESim仿真平臺(tái)上建立了一種變剛度雙穩(wěn)態(tài)電磁式振動(dòng)發(fā)電機(jī)的模型，成功制作出一種雙穩(wěn)態(tài)電磁式振動(dòng)發(fā)電機(jī)樣機(jī)。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　 1、采用非線性振動(dòng)力學(xué)理論，建立雙穩(wěn)態(tài)振動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)微分方程;采用有限元分析軟件ANSYS，通過對(duì)變剛度懸臂梁的靜力學(xué)仿真和模態(tài)仿真，確定了懸臂梁參數(shù)和尺寸等因素對(duì)振動(dòng)行為的影響，確

3、定了變剛度彈性梁剛度系數(shù)變化曲線;應(yīng)用ANSYS的磁場(chǎng)分析功能，優(yōu)化了磁場(chǎng)，合理進(jìn)行了線圈的布置，確定了線圈尺寸等參數(shù);利用AMESim建立了變剛度雙穩(wěn)態(tài)電磁式振動(dòng)發(fā)電機(jī)的仿真模型，確定了影響發(fā)電性能的各個(gè)因素，掌握了輸出特性;
　　 2、根據(jù)理論計(jì)算和仿真數(shù)據(jù)，完成了振動(dòng)式發(fā)電機(jī)各個(gè)部件的設(shè)計(jì)制作，研制出了一種雙穩(wěn)態(tài)電磁式微型振動(dòng)式發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)樣機(jī);
　　 3、對(duì)樣機(jī)進(jìn)行一系列測(cè)試，證明了雙穩(wěn)態(tài)發(fā)電機(jī)所具備的優(yōu)越性:拓寬