LT6330B - Pjezoelektrinis generatorius žemadažnių virpesių konvertavimui į elektros energiją - Google Patents
Pjezoelektrinis generatorius žemadažnių virpesių konvertavimui į elektros energiją Download PDFInfo
- Publication number
- LT6330B LT6330B LT2015006A LT2015006A LT6330B LT 6330 B LT6330 B LT 6330B LT 2015006 A LT2015006 A LT 2015006A LT 2015006 A LT2015006 A LT 2015006A LT 6330 B LT6330 B LT 6330B
- Authority
- LT
- Lithuania
- Prior art keywords
- resonator
- piezoelectric
- generator
- low frequency
- bracket
- Prior art date
Links
Abstract
Išradimas priskiriamas prietaisų sričiai, konkrečiai elektros energijos generavimo įrenginiams, naudojantiems pjezoelektrinį efektą. Išradimo tikslas vibracinio pjezoelektrinio generatoriaus gaminamos elektros energijos bei darbinio dažnių diapazono padidinimas, generatorių žadinant plačiame dažnių ruože kintančiu žemadažniu periodiniu arba atsitiktiniu signalu.Nurodytas tikslas pasiekiamas tuo, kad pjezoelektriniame generatoriuje žemadažnių virpesių konvertavimui į elektros energiją, susidedančiame iš korpuse įtvirtinto gembės tipo rezonatoriaus su koncentruota mase, pritvirtinta gembės gale ir pjezoelektrinio gembės tipo keitiklio su koncentruota mase, pritvirtinta gembės gale, į konstrukciją sumontuotas ne mažiau kaip vienas papildomas rezonatorius, kurio savasis dažnis tenkina sąlygąfk= n × f(k-1), kur n - sveikasis skaičius, f - rezonatoriaus savasis dažnis (Hz), k - rezonatoriaus numeris (2 ? k ? j, j - suminis rezonatorių skaičius).
Description
Išradimas priskiriamas prietaisų sričiai, konkrečiai elektros energijos generavimo įrenginiams, naudojantiems pjezoelektrinj efektą,
Tai energijos surinkimo (angį. energy harvesting) principu veikiantis vibracinis pjezoelektrinis elektros energijos generatorius. Aplinkos virpesiams sužadinus generatorių, pjezoelektriniai generatoriaus sluoksniai deformuojami ir generuoja elektros energiją.
Technikos lygis
Yra žinomas vibracinis generatorius, susidedantis iš bato pade įmontuoto pjezoelektrinio keitiklio, prijungto prie elektros energijos apdorojimo ir kaupimo grandinės. Generatoriaus pjezoelementas sužadinamas žmogui pradėjus eiti; žmogaus pėdos generuojamai jėgai pasiekus tam tikrą lygį, pjezoelektrinis gembės tipo keitiklis pradeda vibruoti smūgiuodamas j standžią atramą, o deformuojamas keitiklio pjezoelektrinis sluoksnis gaminti elektros energiją (žiūr. US20060021261 Al, A43 B5/10, H02N 2/18, 2006).
Yra žinomas vibracinis generatorius, susidedantis iš vieno žemadažnio gembės tipo rezonatoriaus (su koncentruota mase pritvirtinta gembės gale) ir vieno aukštadažnio gembės tipo pjezoelektrinio keitiklio (su koncentruota mase pritvirtinta gembės gale), kur rezonatorius, sužadintas žemo dažnio virpesiais, smūgiuoja j keitiklį taip priversdamas jį virpėti aukštu dažniu, o keitiklio pjezoelektrinj sluoksnį gaminti elektros energiją (žiūr. US 2011/0074162 Al, F03G 7/08, H02N 2/18, 2011).
Nurodytame prietaise naudojamas vienas rezonatorius susižadina ribotame dažnių diapazone (esančiame greta rezonatoriaus savojo dažnio), todėl toks generatorius nėra pritaikytas plačiame dažnių ruože kintančių žemadažnių virpesių (itin paplitusių aplinkoje) konvertavimui j elektros energiją. Žadinimo signalo dažniui kintant plačiose ribose, toks generatorius veiks neefektyviai: laike kintančiam aplinkos virpesių dažniui nutolus nuo rezonatoriaus savojo dažnio, rezonatoriaus virpesių amplitudės sumažės tiek, kad jis nebesmūgiuos j keitiklį, todėl generatorius nebegamins elektros energijos.
Išradimo esmė
Išradimo tikslas - vibracinio pjezoelektrinio generatoriaus gaminamos elektros energijos bei darbinio dažnių diapazono padidinimas, generatorių žadinant plačiame dažnių ruože kintančiu žemadažniu periodiniu arba atsitiktiniu signalu.
Nurodytas tikslas pasiekiamas tuo, kad pjezoelektriniame generatoriuje žemadažnių virpesių konvertavimui į elektros energiją, susidedančiame iš korpuse įtvirtinto gembės tipo rezonatoriaus su koncentruota mase pritvirtinta gembės gale ir pjezoelektrinio gembės tipo keitiklio su koncentruota mase pritvirtinta gembės gale, j konstrukciją sumontuotas ne mažiau vienas papildomas rezonatorius, kurio savasis dažnis tenkina sąlygą fk = n x f(k-i), kur n - sveikasis skaičius, f - rezonatoriaus savasis dažnis (Hz), k - rezonatoriaus numeris (2 < k < j), j - suminis rezonatorių skaičius).
Trumpas brėžinio aprašymas
Išradimas paaiškintas figūroje.
fig. pavaizduota pjezoelektrinio generatoriaus žemadažnių virpesių konvertavimui j elektros energiją principinė schema.
Pjezoelektrinis generatorius žemadažnių virpesių konvertavimui j elektros energiją susideda iš korpuse 1 įtvirtintų dviejų gembės tipo aukštadažnių pjezoelektrinių keitiklių 2, 3 su koncentruotomis masėmis 4, 5 pritvirtintomis gale, susidedančių iš stačiakampės formos pagrindo 6, 7, kuris padengtas pjezoelektriniais sluoksniais 8, 9 su elektrodais 10, 11, 12, 13 bei dviejų gembės tipo rezonatorių 14, 15, sumontuotų tarp keitiklių 2, 3 ir susidedančių iš gembių 16, 17 su gale pritvirtintomis koncentruotomis masėmis 18,19.
Išradimo realizavimas
Prietaisas veikia taip.
Veikiami kintančio dažnio periodinio arba atsitiktinio žemadažnio mechaninio žadinimo signalo, rezonatoriai 14, 15 pradeda virpėti, o gembių 16, 17 gale pritvirtintos koncentruotos masės 18, 19 atskirai arba drauge (priklausomai nuo žadinimo dažnio) smūgiuoja į pjezoelektrinių keitiklių 2, 3 gale pritvirtintas koncentruotas mases 4, 5, tokiu būdu deformuodamos keitiklius ir priversdamos juos virpėti aukštu dažniu. Deformuojamuose keitiklių 2, 3 pjezoelektriniuose sluoksniuose 8, 9 generuojąs! elektrinis krūvis, kuris kaupiasi ant elektrodų 10, 11 12, 13 ir gali būti perduodamas į prie generatoriaus jungiamą išorinę elektros grandinę.
Pramoninis pritaikomumas
Palyginus su prototipu, nauja konstruktyvinių elementų visuma su racionaliai parinktais žemadažnių rezonatorių savaisiais dažniais, leidžia efektyviai išnaudoti suminį rezonatorių smūginį poveikį į pjezoelektrinius keitiklius, dėka ko yra galimas vibracinio pjezoelektrinio generatoriaus gaminamos elektros energijos padidinimas bei darbinio dažnių diapazono praplėtimas, generatorių žadinant plačiame dažnių ruože kintančiu žemadažniu periodiniu arba atsitiktiniu signalu.
Claims (2)
- Išradimo apibrėžtis1. Pjezoelektrinis generatorius žemadažnių virpesių konvertavimui į elektros energiją, susidedantis iš korpuse įtvirtinto gembės tipo rezonatoriaus su koncentruota mase, pritvirtinta gembės gale, ir pjezoelektrinio gembės tipo keitiklio su koncentruota mase, pritvirtinta gembės gale, besiskiriantis tuo, kad į konstrukciją sumontuotas ne mažiau vienas papildomas rezonatorius.
- 2. Pjezoelektrinis generatorius žemadažnių virpesių konvertavimui į elektros energiją pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad kiekvieno papildomo rezonatoriaus savasis dažnis tenkina sąlygą fk= n x f(k-i), kur n - sveikasis skaičius, f - rezonatoriaus savasis dažnis (Hz), k - rezonatoriaus numeris (2 < k < j), j - suminis rezonatorių skaičius).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2015006A LT6330B (lt) | 2015-01-29 | 2015-01-29 | Pjezoelektrinis generatorius žemadažnių virpesių konvertavimui į elektros energiją |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2015006A LT6330B (lt) | 2015-01-29 | 2015-01-29 | Pjezoelektrinis generatorius žemadažnių virpesių konvertavimui į elektros energiją |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| LT2015006A LT2015006A (lt) | 2016-08-10 |
| LT6330B true LT6330B (lt) | 2016-11-10 |
Family
ID=56564895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| LT2015006A LT6330B (lt) | 2015-01-29 | 2015-01-29 | Pjezoelektrinis generatorius žemadažnių virpesių konvertavimui į elektros energiją |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| LT (1) | LT6330B (lt) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060021261A1 (en) | 2004-07-19 | 2006-02-02 | Face Bradbury R | Footwear incorporating piezoelectric energy harvesting system |
| US20110074162A1 (en) | 2009-09-30 | 2011-03-31 | Francesco Cottone | Energy harvester apparatus having improved efficiency |
-
2015
- 2015-01-29 LT LT2015006A patent/LT6330B/lt not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060021261A1 (en) | 2004-07-19 | 2006-02-02 | Face Bradbury R | Footwear incorporating piezoelectric energy harvesting system |
| US20110074162A1 (en) | 2009-09-30 | 2011-03-31 | Francesco Cottone | Energy harvester apparatus having improved efficiency |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| LT2015006A (lt) | 2016-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4048203B2 (ja) | 圧電発電装置 | |
| JP2009509495A (ja) | 周波整流を使用するエネルギーハーベスティング | |
| JP2011152004A (ja) | 発電ユニットおよび発電装置 | |
| WO2016020481A1 (en) | Energy harvester | |
| KR100691796B1 (ko) | 영구자석과 압전세라믹을 이용한 진동 발전기 및 이를 이용한 발전 방법 | |
| JP5760561B2 (ja) | 圧電発電装置、および圧電発電装置を備えた電子機器 | |
| KR101417848B1 (ko) | 드럼 헤드 구조를 가지는 진동 에너지 하베스팅 장치 | |
| KR20180066787A (ko) | 확률 공진을 통한 진동 에너지 수확기 및 이를 이용한 진동 에너지 수확 시스템 | |
| KR101053487B1 (ko) | 진동주파수 변환장치, 진동주파수 변환장치를 이용한 에너지 포집기 및 에너지 포집방법 | |
| JP2015149632A (ja) | 圧電振動ユニットおよび圧電スピーカ | |
| LT6330B (lt) | Pjezoelektrinis generatorius žemadažnių virpesių konvertavimui į elektros energiją | |
| Halim et al. | Impact based frequency increased piezoelectric vibration energy harvester for human motion related environments | |
| JP2006254586A (ja) | 圧電発電装置 | |
| KR101930633B1 (ko) | 음압을 이용한 발전기 | |
| KR101652815B1 (ko) | 캔틸레버 및 이를 이용한 에너지 하베스터 | |
| JP6309698B1 (ja) | 発電装置と発電素子 | |
| RU220239U1 (ru) | Пьезоэлектрический генератор с биморфным преобразователем балочного типа | |
| Suresh et al. | A lumped electromechanical model for output power from partially covered piezoelectric energy harvester | |
| RU195757U1 (ru) | Балочный пьезоэлектрический генератор | |
| KR20180111719A (ko) | 확률 공진을 통한 진동 에너지 수확기 및 이를 이용한 진동 에너지 수확 시스템 | |
| Gunn et al. | Energy harvesting from torsional vibrations using a nonlinear oscillator | |
| Hashimoto et al. | Evaluation of impact mode-based piezoelectric power generator | |
| LT6329B (lt) | Pjezoelektrinis generatorius aukštadažnių virpesių konvertavimui į elektros energija | |
| Kulkarni et al. | A torsion based shear mode piezoelectric energy harvester for wireless sensor modules | |
| JP2004222414A (ja) | 圧電発電方法及びその装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB1A | Patent application published |
Effective date: 20160810 |
|
| FG9A | Patent granted |
Effective date: 20161110 |
|
| MM9A | Lapsed patents |
Effective date: 20180129 |