RU2306662C1 - Емкостный электромеханический преобразователь - Google Patents
Емкостный электромеханический преобразователь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2306662C1 RU2306662C1 RU2006102589/09A RU2006102589A RU2306662C1 RU 2306662 C1 RU2306662 C1 RU 2306662C1 RU 2006102589/09 A RU2006102589/09 A RU 2006102589/09A RU 2006102589 A RU2006102589 A RU 2006102589A RU 2306662 C1 RU2306662 C1 RU 2306662C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- capacitors
- electrodes
- edges
- electrically
- variable capacitance
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N1/00—Electrostatic generators or motors using a solid moving electrostatic charge carrier
- H02N1/06—Influence generators
- H02N1/08—Influence generators with conductive charge carrier, i.e. capacitor machines
Abstract
Изобретение относится к области приборостроения, в частности к микроэлектронике. Описан емкостной электромеханический преобразователь, состоящий из двух связанных в противофазе электрически и механически конденсаторов переменной емкости, в которых гибкие электроды изготовлены из нерастяжимой токопроводящей пленки, образующей гофрированную поверхность, которая одними гребнями касается сегнетоэлектрических поверхностей, а другими гребнями прикреплена к поверхности подвижного жесткого электрода. Технический результат - существенное увеличение удельной мощности. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области приборостроения, в частности к микроэлектронике.
Известно электростатическое устройство для преобразования энергии (US 4217804, H02N 1/00, 28.11.1978), состоящее из двух связанных механически и электрически конденсаторов переменной емкости, каждый из которых имеет минимальную и максимальную емкость, связанных механически между собой в противофазе так, что когда одна емкость имеет минимальное значение, другая емкость имеет максимальное значение. Кроме того, преобразователь содержит устройство для создания и поддержания необходимого уровня зарядов в конденсаторах. При этом механическая энергия внешнего источника, приложенная к подвижному электроду (обкладке) конденсатора, преобразуется в электрическую энергию за счет встречного изменения емкости обоих конденсаторов. Недостатком этого устройства является малая удельная мощность.
Известен емкостной генератор (SU 1711312, H02N 1/08, 07.02.92), содержащий плоские электроды, подвижной диэлектрик, размещенный между ними, и контактную систему, подвижной диэлектрик выполнен в виде составного кольца, две части которого выполнены из сегнетонаполненной резины, и на их внешней поверхности закреплены электроды, а разделяющие их две другие части кольца выполнены из эластичного материала. Недостатком этого устройства является малая удельная мощность.
Наиболее близким является устройство, представляющее собой конденсатор переменной емкости, содержащий две пластины и множество диэлектрических пленок, расположенных между пластинами и выполненных с токопроводящими покрытиями, расположенными на их поверхностях, обращенных в сторону одной пластины, и участками механического соединения соседних диэлектрических пленок, расположенных с постоянным шагом и со смещением на половину этого шага для соседних диэлектрических пленок, причем токопроводящие покрытия всех диэлектрических пленок, расположенных через одну, электрически соединены соответственно с двумя выводами, а крайние диэлектрические пленки жестко связаны с пластинами, на участках соединения соседних диэлектрических пленок эти диэлектрические пленки непосредственно соединены между собой. Недостатком этого устройства является малая удельная мощность.
Задачей данного изобретения является существенное увеличение удельной мощности преобразователя.
Задача решается тем, что предлагаемый емкостной электромеханический преобразователь состоит из двух связанных в противофазе электрически и механически конденсаторов переменной емкости, в которых гибкие электроды изготовлены из нерастяжимой токопроводящей пленки, образующей гофрированную поверхность, которая одними гребнями касается сегнетоэлектрических поверхностей, а другими гребнями прикреплена к поверхности подвижного жесткого электрода, выполняющего функцию силового элемента, при этом колебания силового элемента вызывают колебания связанных с ним гибких электродов так, что их емкость меняется от максимального до минимального значений.
Отличие от прототипа состоит в том, что в прототипе в качестве диэлектрика используют пленки, диэлектрическая проницаемость которых в тысячи раз меньше проницаемости сегнетоэлектрика, используемого в предлагаемом устройстве, что приводит к такому же уменьшению удельной мощности.
Перечисленные признаки, отличающие заявляемый способ от известных, не выявлены в других технических решениях при изучении данной области техники, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию "новизна" и "изобретательский уровень".
На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.
Устройство состоит из подвижного жесткого электрода, являющегося общей обкладкой для двух конденсаторов 1, из сегнетоэлектрических поверхностей 2, 3, из гибких электродов (обкладок конденсатора), выполненных в виде гофрированных поверхностей 4, 5, касающихся своими гребнями сегнетоэлектрических поверхностей 2, 3, из неподвижных электродов (обкладок конденсатора) 6, 7 и нагрузки 8.
Емкостной электромеханический преобразователь работает следующим образом.
Перед началом работы конденсаторы должны быть заряжены до некоторого начального напряжения сторонним генератором зарядов, на схеме не показанным.
Под действием внешней механической нагрузки подвижный электрод 1 совершает периодические колебания, как показано стрелками. Эти колебания будут вызывать деформацию гибких электродов 6 и 7, что будет сопровождаться изменением площадей контакта гибких электродов и изменением емкостей конденсаторов и, как следствие, периодическим перетеканием зарядов с одного конденсатора на другой.
Наличие в цепи нагрузки приведет к появлению разницы потенциалов между двумя конденсаторами. В результате чего электростатические силы притяжения, действующие на обкладки конденсаторов, имея противоположные знаки, не будут совпадать по величине.
Таким образом, колебания подвижного электрода 1 потребуют приложения внешней силы, которая и будет совершать работу, преобразуемую в электрическую мощность.
Увеличение удельной мощности преобразователя энергии по сравнению с прототипом примерно в 100 раз позволяет создавать автономные зарядные устройства для электронных приборов (пульт дистанционного управления, мобильный телефон, ноутбук и т.д.), работающих от мускульных усилий человека, таких малых размеров, что они могут быть встроены в сами приборы без изменения их размеров и дизайна.
Claims (1)
- Емкостный электромеханический преобразователь, имеющий электрический конденсатор переменной емкости с гибкими подвижными электродами, отличающийся тем, что преобразователь состоит из двух связанных в противофазе электрически и механически конденсаторов переменной емкости, в которых гибкие электроды изготовлены из нерастяжимой токопроводящей пленки, образующей гофрированную поверхность, которая одними гребнями касается сегнетоэлектрических поверхностей, а другими гребнями прикреплена к поверхности подвижного жесткого электрода.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006102589/09A RU2306662C1 (ru) | 2006-01-18 | 2006-01-18 | Емкостный электромеханический преобразователь |
PCT/RU2006/000615 WO2007084024A1 (fr) | 2006-01-18 | 2006-11-17 | Transducteur capacitif électromécanique |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006102589/09A RU2306662C1 (ru) | 2006-01-18 | 2006-01-18 | Емкостный электромеханический преобразователь |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006102589A RU2006102589A (ru) | 2007-08-20 |
RU2306662C1 true RU2306662C1 (ru) | 2007-09-20 |
Family
ID=38287879
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006102589/09A RU2306662C1 (ru) | 2006-01-18 | 2006-01-18 | Емкостный электромеханический преобразователь |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2306662C1 (ru) |
WO (1) | WO2007084024A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2797442C2 (ru) * | 2021-10-12 | 2023-06-06 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения Российской академии наук (ИАиЭ СО РАН) | Электростатический преобразователь |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4127804A (en) * | 1976-05-24 | 1978-11-28 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Electrostatic energy conversion system |
JPS5829379A (ja) * | 1981-08-13 | 1983-02-21 | Toko Seiki Seisakusho:Kk | 静電発電機 |
AU2002336654A1 (en) * | 2001-10-26 | 2003-05-12 | Michael D. Potter | An electrostatic based power source and methods thereof |
RU2241300C2 (ru) * | 2003-02-12 | 2004-11-27 | Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) | Электростатическая емкостная машина для преобразования энергии ветрового потока |
-
2006
- 2006-01-18 RU RU2006102589/09A patent/RU2306662C1/ru not_active IP Right Cessation
- 2006-11-17 WO PCT/RU2006/000615 patent/WO2007084024A1/ru active Application Filing
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2797442C2 (ru) * | 2021-10-12 | 2023-06-06 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения Российской академии наук (ИАиЭ СО РАН) | Электростатический преобразователь |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2007084024A1 (fr) | 2007-07-26 |
RU2006102589A (ru) | 2007-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8053914B1 (en) | Method and apparatus for energy harvesting using microfluidics | |
Vu-Cong et al. | Electrets substituting external bias voltage in dielectric elastomer generators: application to human motion | |
RU2346380C1 (ru) | Емкостной генератор тока | |
US6833687B2 (en) | Electromechanical power converter | |
KR102214474B1 (ko) | 이온성 탄성중합체를 이용한 정전 발전장치 | |
Leng et al. | Flexible interdigital-electrodes-based triboelectric generators for harvesting sliding and rotating mechanical energy | |
Lagomarsini et al. | Hybrid piezoelectric–electrostatic generators for wearable energy harvesting applications | |
US11527967B2 (en) | Rhomboid structured triboelectric nanogenerator based on built-in U-shaped support | |
Ouanes et al. | A new type of triboelectric nanogenerator with self-actuated series-to-parallel electrical interface based on self-synchronized mechanical switches for exponential charge accumulation in a capacitor | |
CN103051244A (zh) | 一种纸基柔性发电装置及其制造方法 | |
US20230099318A1 (en) | Body attachable triboelectric generating device and manufacturing method thereof | |
Hoffstadt et al. | Optimization of the energy harvesting control for dielectric elastomer generators | |
JP2014226003A (ja) | 振動発電器 | |
Jean-Mistral et al. | On the power management and electret hybridization of dielectric elastomer generators | |
RU2306662C1 (ru) | Емкостный электромеханический преобразователь | |
Chiu et al. | PDMS-based flexible energy harvester with Parylene electret and copper mesh electrodes | |
KR101610738B1 (ko) | 하이브리드 에너지 발생 장치 | |
RU2317631C1 (ru) | Емкостный электромеханический генератор тока | |
JP2015164379A (ja) | 発電装置 | |
Ghomian et al. | A hybrid structure for energy harvesting from human body thermal radiation and mechanical movement | |
JP2011002256A (ja) | 電場応答性高分子を用いたセンサ | |
CN113726215B (zh) | 一种静态静电电压源装置及其制备方法 | |
CN109347360B (zh) | 一种接触分离式半导体摩擦发电机 | |
RU209587U1 (ru) | Генератор емкостного типа с гальванической развязкой и плоскопараллельным сдвигом электродов | |
CHOI | Soft Actuator Based on Dielectric Elastomer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20071213 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090119 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20100310 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180119 |