介电型EAP发电机理及小功率流体动能发电机研究

批准号:
50975139
项目类别:
面上项目
资助金额:
35.0 万元
负责人:
王化明
依托单位:
学科分类:
E0506.机械设计学
结题年份:
2012
批准年份:
2009
项目状态:
已结题
项目参与者:
朱剑英、姚恩涛、王莉、郭坚毅、罗华安、毛鹏、阮立刚、栾云广、吴孟
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中文摘要
结合我国再生能源发展需求,旨在通过介电型EAP发电机理、能量转换装置、电压变换及能量管理等关键技术的研究,实现介电型EAP小功率流体动能发电机。.建立介电型EAP粘超弹性本构模型,通过双向拉伸法确定模型参数;分析介电型EAP机电耦合特性,以试验结果修正模型;根据电学特性检测建立其电学模型,并以伏-安特性试验结果修正,分析改善伏-安特性的方法。采用多换能单元的能量转换装置,提高流体动能利用率,该装置可根据流体速度与负载要求进行调整。根据介电型EAP发电特点,研究输入输出电压变换及能量控制系统,实现系统协调工作。系统集成后,通过实验室试验分析,提高发电机整体性能,在此基础上实现实际应用。.本项目研究成果和我国现有能源方式互补性强,应用前景广阔,为我国再生能源多样化提供一条新途径,促进我国新型智能材料在新领域的研究与应用,具有十分明显的科学意义和工程实用价值。
英文摘要
介电型EAP能够将输出机械能转化为电能,其发电方式是一种电容式发电,由于具有能量质量密度高、能与动力源直接耦等优点,目前吸引了研究人员越来越多的研究兴趣。. 根据介电型EAP发电原理,研究了介电型EAP发电机中的若干关键问题。1)发电试验研究。分析了介电型EAP发电能量转换关系,进行能量转换试验,提出多单元换能器发电的方法,提高机械能利用效率,并据此构建了多单元发电样机;2)介电型EAP发电机理研究。双向拉伸介电型EAP以获得本构模型参数,采用高压充放电等方法获得发电单元电学特性,建立发电单元模型以分析其机电耦合特性,得到了介电型EAP应力应变状态、电容值与转换后电压,分析结果与试验较为吻合;3)介电型EAP发电的小功率输入输出电压变换器及能量控制研究。通过转换电路仿真分析与控制系统设计,构建DC/DC升压与降压变换试验平台,实现了电压的升降变换与控制。4)介电型EAP驱动特性研究。进行介电型EAP驱动数值分析,实现了多自由度柔性驱动单元及线性驱动器性能提高。. 该项目的研究为新能源的发展提供了一个新途径,将会促进新型智能材料在新能源及其它领域中的研究,具有潜在的应用前景。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1063/1.4737439
发表时间:2012-07
期刊:Applied Physics Letters
影响因子:4
作者:Huaming Wang;Chengshu Wang;Tongyan Yuan
通讯作者:Huaming Wang;Chengshu Wang;Tongyan Yuan
DOI:--
发表时间:--
期刊:航空学报
影响因子:--
作者:朱银龙;王化明;赵东标
通讯作者:赵东标
Energy conversion analysis and performance research on a cone-type dielectric electroactive polymer generator
锥形介质电活性聚合物发生器能量转换分析及性能研究
DOI:10.1088/0964-1726/20/11/115022
发表时间:2011-11
期刊:Smart Materials and Structures
影响因子:4.1
作者:Zhu, Yinlong;Wang, Huaming;Zhao, Dongbiao;Zhao, Jun
通讯作者:Zhao, Jun
DOI:--
发表时间:--
期刊:华南理工大学学报(自然科学版)
影响因子:--
作者:罗华安;王化明;游有鹏
通讯作者:游有鹏
DOI:--
发表时间:--
期刊:机械制造与自动化
影响因子:--
作者:袁同燕;王化明
通讯作者:王化明
基于EPAM膜的仿生弹跳机器人基础技术研究
- 批准号:50605031
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:23.0万元
- 批准年份:2006
- 负责人:王化明
- 依托单位:
国内基金
海外基金
