径向磁化的永磁振动发电机的结构设计与样机制作

论文摘要

进入21世纪,“能源、环境、发展”是新世纪人类所面临的三大主题。这三者之中,能源的合理开发与利用将直接影响到环境的保护和人类社会的可持续发展。随着科技的发展、社会的进步,绿色、高效、无污染的电源的研究受到了科学家的普遍关注。振动形式的能量普遍存在于自然环境中,振动发电机作为一种新生事物,有着无限的能量来源,有着传统发电机和各种能量电池不可比拟的独特优点,有着强大的生命力和远大的发展前景。本文主要研究工作如下:1.在查阅大量文献、资料的基础上,介绍永磁振动发电机的国内外发展现状,阐述课题研究的目的与意义。2.以法拉第电磁感应定律为基础理论,论述分析了永磁振动发电机相关理论,包括:电磁感应的理论分析、永磁体的有限元理论分析,磁路分析原理,最后简要介绍了有限元分析软件。3.应用有限元分析软件对所设计的径向磁化的永磁振动发电机的磁场进行仿真分析,根据分析结果优化设计了发电机的主要结构,包括:拾振装置、骨架、绕组线圈。以优化后的结构为基础,根据有限元仿真的结果,应用Matlab软件分析计算了振动发电机的输出电压。4.经过理论分析,制作径向磁化的永磁振动发电机样机。对发电机样机的输出电压进行了测试,并对测试结果进行了分析和讨论。分析了振子、线圈、轭铁、振源的振幅和频率的变化对电机输出特性的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1-1 前言
• §1-2 国内外振动发电机和直线电机的研究现状
• 1-2-1 振动发电机的发展简介
• 1-2-2 永磁直线电机的发展简介
• 1-2-3 永磁直线振动发电机的发展简介
• 1-2-4 永磁直线振动发电机振子的径向与轴向结构
• §1-3 研究目的及意义
• §1-4 本文的主要研究内容
• 第二章 永磁振动发电机的理论研究
• §2-1 电磁感应的理论分析
• 2-1-1 电磁感应原理
• §2-2 有限元分析理论
• §2-3 磁路分析原理
• §2- 4 径向磁化的永磁振动发电机的感应电压分析
• 2-4-1 Ansoft/Maxwell软件介绍
• 2-4-2 Matlab计算机软件简介
• 2-4-3 径向磁化的永磁振动发电机输出电压的计算
• §2-7 本章小结
• 第三章 径向磁化的永磁振动发电机的结构设计
• §3-1 永磁材料的种类与特性
• §3-2 振子为单层永磁体的振动发电机的结构设计
• 3-2-1 永磁振子的磁场分析
• 3-2-2 线圈的尺寸参数分析
• 3-2-3 发电机输出电压的仿真计算
• §3-3 振子为三层永磁体的振动发电机的结构设计
• 3-3-1 振子内永磁体间距的确定
• 3-3-2 永磁振子的磁场分析与感应线圈的设计
• 3-3-3 发电机输出电压的仿真计算
• §3-4 两种径向磁化的永磁振动发电机的输出电压的比较
• §3-5 本章小结
• 第四章 径向磁化的永磁振动发电机的制作与实验研究
• §4-1 径向磁化的永磁振动发电机的制作
• 4-1-1 径向磁化的永磁振子的制作
• 4-1-2 径向磁化的永磁振动发电机的感应线圈与骨架的制作
• 4-1-3 径向磁化的永磁振动发电机的整体结构
• §4-2 径向磁化的永磁振动发电机的实验研究
• 4-2-1 径向磁化的永磁振动发电机的实验概述
• 4-2-2 径向磁化的永磁振动发电机输出电压的测量与结果分析
• §4-3 径向磁化的永磁振动发电机样机存在的问题与缺陷
• §4-4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• §5-1 工作总结
• §5-2 展望
• 参考文献
• 致谢