超磁致伸缩发电机的结构设计与存储单元的研究

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超磁致伸缩材料(GMM)是一种具有双向可逆换能效应的新型功能材料,利用其正效应可制作执行器(GMA),利用其逆效应可制作传感器。GMM相比压电材料具有承载大、快速响应、可靠性高、低压驱动等特点,在精密定位、主动降噪减振、流体控制(泵、阀)等领域具有广阔的应用前景。 本文阐述了超磁致伸缩材料的基本特性,应用磁畴理论对磁致伸缩现象进行了分析,并把Terfenol-D作为超磁致伸缩发电机的核心元件,将振动能转变成电能。通过分析建立超磁致伸缩发电机的振动力和输出电压之间的关系,在此基础上研究了以超磁致伸缩材料为核心元件的新型发电机的结构和静、动态输出特性。超级电容器是近年来发展起来的一种新型的储能装置,具有功率密度高、寿命长、使用温度宽、充电迅速等优异特性,对其的研究日益活跃。为了用超级电容存储超磁致伸缩发电机的输出电能,设计了充电电路、升压电路和控制电路,以提高储能的性能。为了探索超磁致伸缩发电机在现实生产中的应用,尝试把存储到的电能应用到FR 无线系统中去。该系统采用低功耗的P89LPC932作为微控制器。RF无线系统由RF 发射电路和RF接收电路组成,用以完成无线控制信号的传送和接收。通过分析表明,设计的系统基本达到要求,功能容易实现,在生产实践中有一定的应用前景。
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