基于光伏发电与压电发电技术的便携式电源装置

针对现有便携式电源能量单一化的问题, 设计了一种基于光伏发电与压电发电技术的便携式电源装置。以太阳能与人体产生的动能作为能量来源, 分别通过太阳能电池板与压电陶瓷对两种能量来源进行收集利用。通过光伏发电和压电发电技术设计的太阳衣和压电发电鞋能优势互补、提高发电效率。同时对太阳能发电装置和压电发电装置单独工作和共同工作两种情况进行数据测量和分析。实验结果表明, 该装置符合便携式电源装置的技术指标要求, 克服了传统的便携型电源装置因受外界环境干扰而不能持续供电的缺限, 从而提高了发电效率。     

海洋动能发电装置在水下探测航行器的安装位置对发电性能的影响

为了研究海洋动能发电装置在水下探测航行器中的安装位置对其发电性能的影响,根据拉格朗日方程建立了水下探测航行器与晃动摆的耦合非线性运动方程,在不同的阻尼系数和横摇激励频率下,采用龙格库塔方法分别对海洋动能发电装置安装位置对发电性能的影响进行了数值分析。研究结果表明:海洋动能发电装置的安装距离(晃动摆的摆动中心到航行器质心的距离)为零时,在横摇固有频率激励下,系统收集能量为零;安装距离不为零时,能量收集系统在固有频率附近呈现振动系统所有的特性;收集的功率与安装距离为二次方关系,且在不同频率时,在安装距离为零附近都有一零功率点,说明发电装置安装距离应尽量避免为零,且这一安装位置与阻尼系数无关,而与频率有关。研究结果将为后期海洋动能发电装置的安装布放提供借鉴。     

几种压电电磁复合俘能器的发电性能实验研究

针对线性的单一的振动能量俘能器存在工作频带狭窄、输出效率低等问题,提出了3种压电电磁复合式俘能器结构,可增大对环境中振动能量的俘获。首先,设计了无磁力单梁压电电磁复合俘能器,该结构俘能器仅设有上方的压电单梁,压电梁首端的磁铁进入到固定的线圈中;然后,设计了磁力刚性梁压电电磁复合俘能器,该结构俘能器在无磁力装置的基础上增加带有磁铁的刚性梁,当两块磁铁极性相对时,则产生磁斥力;接着,设计了磁力双梁压电电磁复合俘能器,该结构俘能器是将磁力刚性梁装置中的刚性梁换作与压电梁相同尺寸的悬臂梁,两磁铁位置保持不变,形成双梁系统;最后,对3种俘能器的发电性能分别进行实验研究,对比分析3种俘能器的输出功率和输出压电值。实验结果表明：磁力的引用,提高了电磁的发电性能,但同时也降低了压电梁的输出功率;双悬臂梁的加入,增加了装置的自由度,拓宽了装置的工作频带;3种俘能器的发电综合峰值基本相当;无磁力单梁装置中的压电发电性能最好,更适合高阻抗环境;磁力双梁装置中电磁发电性能最优且压电输出存在双峰值,更适合宽频带、低阻抗环境。实验结果证明了磁力双梁压电电磁复合结构俘能器可俘获能量的频带最宽,具有较优的输出性能。     

“发电短裤”为手机电池充电

不久前,科学家发明了一种借助身体运动产生电能的新型牛仔短裤。这种"发电短裤"通过动力学技术从人体捕获能量,然后为手机电池充电。"发电短裤"内置智能材料。这种材料有孔隙,孔隙表面被永久充电,表现出压电和热电特性,即它受到压力时就会产生电荷。穿着者运动时,"发电短裤"可收集     

覆盖层厚度对远场长周期地震动能量特性的影响研究

选取汶川8.0级地震中陕西省6个台站的东西向地震动加速度记录,通过HHT计算了各条地震动和其IMF分量的Hilbert能量和输入能量,对比分析了覆盖层厚度对远场长周期地震动能量特性的影响。结果表明：随着覆盖层厚度的增加,地震动的HE峰值、输入能量和Hilbert能量平均周期T_mE逐渐增加,当覆盖层厚度大于400m时,地震动能量主要分布在低频区域,具有显著的长周期特性;当覆盖层厚度为0或很小时,地震动能量主要集中在前2-3阶IMF分量中,多个IMF分量的HE峰值较大,卓越IMF分量对结构的影响较小;随着覆盖层厚度的增加,地震动能量主要集中在高阶IMF分量中,仅1-2个IMF分量的HE峰值较大,其余分量均很小,卓越IMF分量的平均周期T_mE和原始地震动十分接近,对结构的破坏起主导作用,应重点研究。     

覆盖层厚度对远场长周期地震动能量特性的影响

选取汶川8.0级地震中陕西省6个台站的东西向地震动加速度记录,通过HHT计算了各条地震动和其IMF分量的Hilbert能量和输入能量,对比分析了覆盖层厚度对远场长周期地震动能量特性的影响。结果表明:随着覆盖层厚度的增加,地震动的HE峰值、输入能量和Hilbert能量平均周期T_(mE)逐渐增加;当覆盖层厚度大于400 m时,地震动能量主要分布在低频区域,具有显著的长周期特性;当覆盖层厚度为0或很小时,地震动能量主要集中在前2~3阶IMF分量中,多个IMF分量的HE峰值较大,卓越IMF分量对结构的影响较小;随着覆盖层厚度的增加,地震动能量主要集中在高阶IMF分量中,仅1~2个IMF分量的HE峰值较大,其余分量均很小,卓越IMF分量的平均周期T_(mE)和原始地震动十分接近,对结构的破坏起主导作用,应重点研究。     

防波堤兼作振荡水柱波能装置的工作性能试验

为了考察防波堤兼作振荡水柱波能装置的实际发电性能，构建了物理模型并开展水工试验，试验中采用空气透平作为能量转换部件，并连接发电机，在不同入射波浪条件下，考察了装置的发电出力情况。研究结果表明：波浪周期对防波堤兼作振荡水柱波能装置的能量转换性能有较大的影响，长周期波浪作用下，装置的波电能量转换效率较高；当入射波波高较小，波浪条件较差时，装置的能量转换性能较弱。     

美国加州Ridgecrest地震的地震动特性分析

为研究同一地震序列中两场震源相近,发震时间间隔较短的主要地震活动中获取的地震动时频特性的异同,选取了2019年7月美国加州Ridgecrest地震序列中震级分别为MW 6.4和MW7.1的两场地震,对比研究了两次地震中地震动参数随着震中距的衰减趋势,并与俞言祥模型进行了对比;讨论了这两个相近事件中地震动三要素(峰值加速度、反应谱和持时)的异同,重点分析了两条不利地震动的反应谱;通过希尔伯特-黄变换(HHT)获得地震动的HHT谱,分析了地震动能量在时间和频率成分上的分布特征.结果表明:大部分地震动参数的衰减趋势与俞言祥模型吻合较好;两场地震的反应谱基本相似;地震动HHT谱最大能量所对应的瞬时频率和地震动时程峰值加速度所在循环的峰-谷频率很接近;两次大地震相继发生可能会对结构造成更大的损坏.     

创意无限

手机电池充电鞋这种特制鞋的鞋跟内有一个弹性装置,能利用人行走时产生的压力发电。你只要把手机电池插在鞋跟里,两三天就可以充足电了。     

轿车闭锁器性能检测中模拟负载装置结构设计

闭锁器是轿车电动门锁的一个重要组成部件,在闭锁器性能检测中测量冲击力和脱滑力时,模拟负载装置要实时地提供给闭锁器拉压双向的50N被动负载。本文针对闭锁器驱动杆做20°左右的往复摆动和挂钩挂轴与锁舌孔联接的要求,提岀一种电动随动模拟负载机构,通过对挂钩和挂钩挂轴的有限元分析确定结构尺寸,设计的电动随动模拟负载装置实现了...     

基于超市购物推车的自发电结构设计

提出了一种基于超市人力推车的人力发电购物车车轮。该车轮需要外界推力,从而通过推力转化能量,实现购物过程发电的目的。本装置通过在购物车车轮中安装相应的发电设施,在车轮转动时带动发电装置,发出的电能存储于蓄电池中,待使用时再取出,实现了绿色、环保、节能的目的。     

一种公路收费站减速带能量回收发电系统探析

针对车辆通过减速带在下压过程中部分能量的流失问题，本文提出了一种公路收费站减速带能量回收发电系统。当车经过减速带时，减速带在车轮的压力下，下部的板簧将发生形变，进而带动三级齿轮组增速，再通过两对转向相反的棘轮传动到发电机组，带动发电机主轴高速旋转发电。     

变频器电容反馈制动优越性的探讨

在通用变频器、异步电动机和机械负载所组成的变频调速传统系统中,当电动机所传动的位能负载下放时,电动机将可能处于再生发电制动状态;或当电动机从高速到低速(含停车)减速时,频率可以突减,但因电机的机械惯性,电机可能处于再生发电状态,传动系统中所储存的机械经电动机转换成电能,通过逆变器的六个续流二极管回送到变频器的直流回路中.此时的逆变器处于整流状态.这时,如果变频器中没采取消耗能量的措施,这部分能量将导致中间回路的储能电容器的电压上升.如果当制动过快或机械负载为提升机类时,这部分能量就可能对变频器带来损坏,所以这部分能量我们就应该考虑考虑了.     

能量回馈器在电梯上的应用

随着工业现代化生产规模不断扩大和人们生活水平不断提高,电能供需矛盾日益突出,节约电量的呼声日益高涨。城市里的电梯现在越来越多,在对酒店,写字楼等的用电情况调查中,电梯的用电量仅次于空调用电量,远高于照明,供水等的用电量。因此,电梯的节能具有重要的社会意义和经济效益。能量回馈器是将电梯运行于发电状态时发出的电能反馈回电网的装置,达到环保节能的作用。能量回馈器适用于使用变频器变频调速的电梯上,具有通用性。     

悬臂梁双晶压电能量采集装置的实验探究

为提高双晶压电振子的发电能力,探究了一种悬臂梁式双晶压电能量采集装置的发电性能。实验研究了振动台频率、激励位移、负载阻值和悬臂梁自由端质量块对悬臂梁式双晶压电能量采集装置输出电压和负载功率的影响,将两片双晶压电振子并联,探究了它们的发电性能。实验表明,存在谐振频率,使得输出电压最大;输出电压随着激励位移和负载阻值的增大而增大,并与激励位移呈一次函数关系;双晶压电振子外接匹配负载时,负载功率最大;随着质量块的质量在一定程度上的增加,输出电压随频率变化的曲线左移,峰值电压对应的频率变小;两片双晶压电振子并联且带匹配负载时,能有效提高负载功率。     

浅谈低压电网无功补偿

把具有容性功率的装置与感性负荷联在同一电路,当容性装置释放能量时,感性负荷吸收能量;而感性负荷释放能量时,容性装置吸收能量,能量在相互转换,感性负荷所吸收的无功功率可由容性装置输出的无功功率中得到补偿。     

利用空气振动发电的引信电源研究

试图研究一种利用弹丸在弹道飞行过程中所引起的空气振动来发电的新型引信电源。对弹丸飞行所引起的各种模式的空气振动的特性进行分析,认为激波是主要的噪声源,附面层压力起伏可以直接利用,但能量小,两者可作为发电的主要能量来源。设计了利用弹丸激波发电的装置,该装置在弹头有一个导流装置。在对模拟电源装置进行吹风试验检测发电信号的波形和频率等参数的基础上,论证利用该电源装置为无线电引信提供电源的可行性,并对该电源进行了结构设计。     

一种聚光光伏/光热混合发电系统的能量分析(英文)

为了提高聚光光伏系统的能量利用效率,本文提出了一种新型的聚光光伏/光热混合发电系统.该系统主要由带有蒸发冷却装置的聚光光伏模块、光热接收器和有机朗肯循环组成.液体有机工质在冷却聚光光伏模块时吸热蒸发,而后流经外围低聚光光热接收器时加热成为过热蒸汽,最终经由有机朗肯循环发电.针对该混合发电系统,本文提出了稳态模型,并进行了系统能量分析.结果表明利用聚光光伏模块外围的低聚光能量可以有效产生较高温度的过热蒸汽.当聚光比为500倍时,该系统可以将整体光电转换效率从传统的聚光光伏电池的28.4%显著提高到44%.因此,该混合发电系统为太阳能的更高效率发电提供了新的发展方向.     

用能量方法计算滑动摩擦力的研究

根据独立振子模型的能量耗散机理,提出一个用能量方法计算弹性接触光滑界面滑动摩擦力和摩擦系数的方法,并根据计算结果研究摩擦力和摩擦系数与摩擦副各种参数之间的关系.通过研究指出两摩擦副界面原子失稳跳跃后在平衡位置附近相对摆动是机械能耗散的关键.研究表明随着接触峰高度的增加摩擦力和摩擦系数也增加,当超过某个临界值时,摩擦力和摩擦系数基本上不再增加,此时能量方法与Bowden黏附摩擦理论公式计算值相近.     

相对论性电子在行波磁场中的运动

相对论性电子在周期性磁场中的运动将产生自发辐射，这是产生自由电子激光的基础。本采用的行波磁场，是一种新型的周期性磁场。通过讨论要以看出，当电子通过这种磁场时也将产生自发辐射，从而说明该磁场能做为自由电子激光器的摆动器。