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能源转换与管理
作者：Abu Raihan Mohammad Siddique, Shohel Mahmud, Bill Van Heyst School of Engineering, University of Guelph, Ontario, Canada
评价：基于采用电磁和压电换能器的机制微型发电机振动的全面审查
摘要：微发电的应用已超过在微机电系统，自供电的无线传感器，移动平台的领域显著发展。电池是这种系统的主要电源，但它具有一定的局限性，其中包括电池寿命，定期更换，和环境污染。因此，电化学电池系统不是用于无线自供电的电子产业的合适THT。能量收集通过可再生能源，例如机械振动可以是一个有吸引力的替代方案，以取代或加宽传统电池系统的寿命。相当数量的研究已经在基于微振动发电的进行，以支持微机电系统。电磁，压电，静电换能器被用来动能（即，机械振动）转换成电能。全面的文献综述已经呈现振动基于微功率使用两种最常用的传感器机制属-化：电磁和压电转导系统。
关键词：微型发电机，电磁换能器，压电换能器，探头混合
目录
1论文简介
在过去的二十年中，小型化的换能器系统是在微机电系统（MEMS）的技术进步之一[1]。因此，电力消费以毫瓦的次序作出为LW刻度MEMS器件[2]。这一努力的目的是为了研发一个新的和有吸引力的研究领域，这是合适的替代品，以取代一传统能源资源（例如，化石燃料）和存储此能量以方便的方式，而不是使用电池系统[3]。传统电池的寿命有限的时间[4]，需要定期更换，劳动力成本，并且也有危险的环境冲击（例如，它释放的化学物质对环境的危害）[5]。最近，研究人员都非常关心全球日益变暖[6]，因为使用传统化石燃料[7]和电化学电池[8]。研究人员一直在工作像各种替代可再生能源太阳能，海浪，雨，声音，风，声学和热振动化[9]。这些来源是清洁，可再生，以及带有试探无限寿命相比电池[10]。在这些当中来源太阳能，海浪，声音和风能已经已经在工业，商业大量使用以及居民区作为拥有巨大的初始设置成本的动力源[11]。因此，研究人员已经试图提出一些能源这是实实在在的未开发然而，如从动能产生电能和现代MEMS产业[12]热梯度。提供了绿色和高效可再生能源是一个挑战对于需要毫到微观层面的微电子设备能源运行[13]。基于振动微型发电机（VMPG）是工程师为主导的研究之一，开发MEMS的能量高效微型发电系统器件[14]。随着机械无所不在的可用性振动能量，VMPG可以是一个合适的替代能源用于自供电的无线传感器网络（WSN）[15]和移动电子平台[16]。换能器是为了要求转换机械振动能转化为电能。三种常见的转导机制：电磁式，压电电，和静电，被认为是最有希望的为VMPG。本研究本文的目的是表示一个在VMPG领域的快速发展调查采用电磁和压电换能器的机制。在这篇综述文章，混合动力微型发电机（例如，电磁压电或电磁用的热电TRIC或基于振动能量源的任何组合其它能源）也被提出。摘要文献综述已经在以表格形式进行了说明综述部分开始从1996年至今。
表格1
在收获电力周围可用的能源来源[17]
|
Main |
Type of sources |
||||
|
sources |
|||||
|
Environment |
Solar, wind, tide, temperature gradient, acoustic wave, sound, |
||||
|
thundering, radioactive materials |
|||||
|
Human body |
Blood pressure, body temperature, walking, running, arm, leg, |
||||
|
and THORN;nger motion, breathing |
|||||
|
Vehicles |
Automobiles, aircraft, trains, turbines, tires, ships |
||||
|
Structure |
Building, bridges, roads, MEMS, control switch |
||||
|
Industrial |
Motors, generators, compressors, fans, pumps, switch-gates |
||||
表格2
不同来源的]的加速和峰值频率[19]
|
Vibration based energy sources |
Acceleration (m/ |
Peak frequency |
|||
|
s2) |
(Hz) |
||||
|
Human walking |
0.4 |
2 |
|||
|
Passenger automobile engine |
12 |
200 |
|||
|
Base of 3-axis machine tool |
10 |
70 |
|||
|
After closing the door |
3 |
125 |
|||
|
Blender machine |
6.4 |
121 |
|||
|
Washing and drying machine |
3.5 |
121 |
|||
|
Instrumental panel of car |
3 |
13 |
|||
|
HVAC vents in commercial |
0.2ETH;1.5 |
60 |
|||
|
buildings |
|||||
|
Microwave oven |
2.5 |
121 |
|||
|
Windows beside busy street |
0.7 |
100 |
|||
|
Footbridge |
ETH; |
0.9ETH;1 |
|||
2.微发电机
微型发电机（MPG走势）是指发电机阙体积小（毫（M），微（L）范围内），并使
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