پديد آورنده :
فاطمي حقيقي، ابراهيم
عنوان :
برداشت انرژي الكتريكي از يك سيستم مغناطيسي - پيزوالكتريك
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
طراحي كاربردي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مكانيك
صفحه شمار :
چهارده، 65ص.: مصور، جدول، نمودار
يادداشت :
ص. ع. به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
سعيد ضيائي راد، حسن نحوي
توصيفگر ها :
پيزوالكتريك , سامانه چند فركانس غيرخطي , برداشت انرژي , ارتعاشات پهن باند
استاد داور :
مصطفي غيور، رضا تيكني
تاريخ ورود اطلاعات :
1396/04/31
چكيده فارسي :
4 چكيده در اين پاياننامه يك برداشتكننده انرژي ارتعاشي ارائهشده است در مدل پيشنهادي سامانه اي با آرايش شعاعي در نظر گرفتهشده است تا سبب افزايش مقدار انرژي توليدشده توسط سيستم شود مدل مذكور سامانه اي با رويكرد فركانس چندگانه و رفتار غيرخطي است سامانه شامل چهار تير پيزوالكتريك با زير اليه فرومغناطيس به همراه يك آهنربا ي دائم كه بر روي فنر در مركز سامانه است وجود آهن ربا ي مياني سبب ايجاد رفتار غيرخطي در برداشتكننده ميشود جهت شبيهسازي رفتار الكترومكانيكي برداشتكننده يك مدل رياضي بسط دادهشده است اندركنش مغناطيسي بين آهن ربا ي مياني و تيرها در شبيهسازي در نظر گرفتهشده است با استفاده از روش الگرانژ معادالت ديفرانسيل حاكم بر رفتار الكترومكانيكي سيستم به دست آمد معادالت ديفرانسيل حاكم بر رفتار الكترومكانيكي سيستم بهصورت عددي حل شدند با استفاده از شبيهساز ي عددي انجامشده بر روي مدل رياضي رفتار الكترومكانيكي برداشتكننده در دامنهها ي تحريك متفاوت و تحريكهاي هارمونيك و اتفاقي موردبررسي قرار گرفت رفتار سيستم نيز در دو حالت خطي يعني در نبود آهنرباي مياني و غيرخطي در حالت وجود آهن ربا و فنر مياني بررسيشده است در سامانه از دو نوع تير متفاوت يكي از آنها داراي جرم نوك وديگري بدون جرم نوك براي برداشت در فركانسهاي چندگانه استفادهشده است ميزان ولتاژ و توان استحصالي به همراه جابهجايي نوك تير به دست آمدند نتايج نشان دا ده است كه ميزان برداشت ولتاژ از تير داراي جرم نوك از تير بدون جرم نوك بيشتر است ميزان توان استحصالي از سيستم در تحريك هارمونيك و اتفاقي براي سيستم در هر دو حالت خطي و غيرخطي تقريبا برابر شده است نتايج استخراجي با نتايج حاصل از تست در مدل عملي مشابه مورد مقايسه قرار گرفت و با تقريب خوبي نتايج يكساني به دست آمد برداشتكننده انرژي آزمايش موجود با استفاده از رويكرد چند فركانس بودن سبب افزايش پهناي باند دريافت انرژي شده است كلمات كليدي پيزوالكتريك سامانه چند فركانس غيرخطي برداشت انرژي ارتعاشات پهن باند
چكيده انگليسي :
66 A Magnet Piezoelectric Converter for Energy Harvesting Ebrahim Fatemi Haghighi e fatemi@me iut ac ir Date of Submission 2017 21 06 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language Farsi Supervisor Saeed Ziaei Rad szrad@cc iut ac ir Supervisor Hassan Nahvi hnahvi@cc iut ac irAbstract In this thesis a vibrational energy harvester is provided The proposed model is an array with radialarrangement to increase the amount of energy produced by the system and reduce the sensitivity to theexcitation direction The model is an array with assumptions of nonlinear system and multiple frequency Thearray includes four piezoelectric cantilevers with ferromagnetic substrates and permanent magnet that is on aspring in the middle of array Middle magnet causes nonlinear behavior in the harvester Mathematical modelis developed to simulate the electromechanical behavior of the harvester Interaction betweens the middlemagnetic and the cantilever is taken into account in simulation Differential equations that governs theelectromechanichal behavior of the system was obtained from Lagrange equation that is solved numerically With numerical simulations electromechanical behavior in different excitation domains for harmonic andrandom excitation with linear and nonlinear behaviors of the system is studied The behavior of the system isalso investigated in linear and nonlinear modes in the absence and presence of middle magnet and spring respectively Two kind of cantilever one of them without tip mass and the other with tip mass is used toharvest energy from multiple frequencies The output voltage power an d cantilever tip displacement wereobtained The results have shown that the amount of voltage obtained from the beam having a tip mass isgreater than that of the beam without the tip mass The power of the system is approximately equal in bothharmonic and random excitation with linear and nonlinear behavior of the system Results were comparedwith the test in similar models and satisfactory results were obtained Multi frequency energy harvestersincreased bandwidth of the received energy Keywords Piezoelectric Nonlinear multi frequency converter energy harvesting broadbandvibration
استاد راهنما :
سعيد ضيائي راد، حسن نحوي
استاد داور :
مصطفي غيور، رضا تيكني
