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运动体振动能量向电能的转化与存储技术研究

作　者: 张晶
导　师: 杨庆新
学　校: 河北工业大学
专　业: 电气工程
关键词: 振动能量转化存储技术手机充电
分类号: TM919
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 66次
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内容摘要

在经济快速发展的今天,人们对能源的需求日益增加,然而全球可开采的常规能源有限,能源危机被越来越多的人认知。充足的能源供应是现在社会发展的基础,而电能更是不可缺少的。因此如何充分有效的利用新能源成为当务之急。由于自然界中普遍存在振动能,因此本文设计了一种运动体振动能量向电能的转化装置,并对这部分电能加以利用的后续环节进行了研究。首先利用永磁体和感应线圈的相对运动,在线圈中产生的感应电动势这一基本原理着手,确定了永磁体和感应线圈的材料、结构和主要参数,设计了发电装置的结构并运用有限元软件进行模拟仿真。由于这部分电动势是作为手机的备用电源对手机进行充电的,而手机电池的电压在3.7—4.2V,因此充电电压应该高于4.2V,这可以作为一个依据来设计倍压整流电路、滤波电路和稳压电路,从而达到手机充电的要求。最后,文章研究设计了电能的存储模块,分析了倍压整流电路、滤波电路的工作原理以及电路元件的选择依据。并且运用仿真软件建立倍压整流电路、滤波电路和稳压电路的仿真模型,并得出仿真结果。通过仿真结果验证了理论的可行性。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-15
  1-1 选题背景  8
  1-2 国内外研究现状  8-12
    1-2-1 动铁型  9-11
    1-2-2 动圈型  11
    1-2-3 铁圈同振型  11-12
  1-3 课题研究目的及意义  12-13
  1-4 系统电路的整体分析  13-14
  1-5 本文研究的主要内容  14-15
第二章振动能量发电系统的设计  15-22
  2-1 电磁感应原理介绍  15
  2-2 永磁体的选用  15-17
  2-3 感应线圈的设计  17-18
  2-4 振动能量采集器的设计  18-21
  2-5 本章小结  21-22
第三章倍压整流电路的设计  22-28
  3-1 倍压整流电路的选择  22-25
    3-1-1 半波倍压整流电路  22-23
    3-1-2 信克尔倍压整流电路  23-25
  3-2 信克尔倍压整流电路的原理介绍  25
  3-3 信克尔倍压整流电路中二极管的选择  25-26
  3-4 信克尔倍压整流电路中电容的选择  26-27
  3-5 信克尔倍压整流电路中电阻的选择  27
  3-6 本章小结  27-28
第四章滤波电路的设计  28-34
  4-1 电解电容的等效电路分析  28-29
  4-2 电解电容的等效容量计算  29
  4-3 电解电容纹波电流对电解电容发热量的影响  29-30
  4-4 电解电容的选择  30-31
  4-5 电容滤波电路的电路组成及工作原理  31-32
  4-6 滤波电路的设计  32-33
  4-7 本章小结  33-34
第五章稳压电路  34-42
  5-1 稳压电路的技术指标  34-35
  5-2 稳压管稳压电路  35-41
    5-2-1 稳压管的伏安特性  35-36
    5-2-2 稳压管的主要参数  36-37
    5-2-3 稳压管稳压电路的工作原理  37-38
    5-2-4 限流电阻的选择  38-41
  5-3 本章小结  41-42
第六章结论  42-43
参考文献  43-45
附录A  45-47
致谢  47

运动体振动能量向电能的转化与存储技术研究

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