RU2665682C2 - Piezoelectric generator - Google Patents
Piezoelectric generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2665682C2 RU2665682C2 RU2015155513A RU2015155513A RU2665682C2 RU 2665682 C2 RU2665682 C2 RU 2665682C2 RU 2015155513 A RU2015155513 A RU 2015155513A RU 2015155513 A RU2015155513 A RU 2015155513A RU 2665682 C2 RU2665682 C2 RU 2665682C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piezoelectric elements
- plates
- piezoelectric
- groups
- force
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/18—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators
- H02N2/183—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators using impacting bodies
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способу и устройству преобразования механической энергии давления в электроэнергию, и может быть использовано как для создания дополнительных источников питания, так и для создания желаемой выходной характеристики, представляющую собой энергию электромагнитных полей.The invention relates to a method and apparatus for converting mechanical pressure energy into electric energy, and can be used both to create additional power sources and to create the desired output characteristic, which is the energy of electromagnetic fields.
Известен способ генерирования электроэнергии (патент США №7830071, опубл. 09.11.2010). Согласно известному способу размещают пьезоэлектрические преобразователи на основании, механически их нагружают и получают электроэнергию. При этом пьезоэлектрические преобразователи расположены под дорожным полотном, а электроэнергия генерируется при прохождении транспортом местоположения указанных пьезоэлектрических преобразователей.A known method of generating electricity (US patent No. 7830071, publ. 09.11.2010). According to the known method, piezoelectric transducers are placed on the base, they are mechanically loaded and receive electricity. In this case, the piezoelectric transducers are located under the roadway, and electricity is generated when the vehicle passes the location of these piezoelectric transducers.
Задачей настоящего изобретения является создание устройства и способа генерирования электроэнергии с использованием пьезоэлектрических преобразователей, устанавливаемых на устройстве, представляющем собой пьезогенератор, который преобразует механическую энергию возвратно поступательного движения ДВС в электрическую.The objective of the present invention is to provide a device and method for generating electricity using piezoelectric transducers mounted on a device that is a piezoelectric generator, which converts the mechanical energy of the reciprocating motion of the internal combustion engine into electrical energy.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, заключается в повышении эффективности КПД и увеличения выходной мощности генератора, а также в расширении области применения пьезоэлектрических преобразователей.The technical result achieved in solving this problem is to increase the efficiency of the efficiency and increase the output power of the generator, as well as to expand the scope of piezoelectric transducers.
Указанный технический результат достигается тем, что на несколько групп пьезоэлементов находящихся в одной плоскости одновременно действуют прикладываемой к ним изменяющейся в функции времени силой, что приводит к увеличению вырабатываемой пьезоэлементами мощности и увеличению ширины вырабатываемых импульсов выходной характеристики. Эта функция может представлять собой линейную зависимость. При этом исключается как ударная нагрузка на пьезоэлементы, так и трение между пьезоэлементами и взаимодействующим на них устройством, что приводит к увеличению ресурса работы пьезоэлементов. При не одновременном действии на группы пьезоэлементов силы приводит к изменению скважности импульсов выходной характеристики. При расположении нескольких плоскостей в один ряд и периодическом действием на пьезоэлементы каждой плоскости силой получаем выходную характеристику параметры которой (амплитуда, ширина импульса, скважность импульсов и т.д.) зависят от времени и продолжительности действия силы величины силы на каждую группу пьезоэлементов находящихся в одной плоскости времени действия силы на пьезоэлементы находящиеся на разных плоскостях, а так же от электрических соединений самих пьезоэлементов.The indicated technical result is achieved by the fact that several groups of piezoelectric elements located in the same plane are simultaneously affected by the force applied to them, which varies in function of time, which leads to an increase in the power generated by the piezoelectric elements and an increase in the width of the generated output characteristic pulses. This function may be a linear relationship. This eliminates both the shock load on the piezoelectric elements and the friction between the piezoelectric elements and the device interacting on them, which leads to an increase in the service life of the piezoelectric elements. If the force on the groups of piezoelectric elements is not simultaneous, it leads to a change in the duty cycle of the output characteristic pulses. If several planes are arranged in one row and the force is applied periodically to the piezoelectric elements of each plane, we obtain the output characteristic whose parameters (amplitude, pulse width, pulse duty cycle, etc.) depend on the time and duration of the force for each group of piezoelectric elements located in one planes of the time the force acts on piezoelectric elements located on different planes, as well as from the electrical connections of the piezoelectric elements themselves.
Согласно фиг 1, 2 пьезогенератор содержит корпус 11 к которому примыкают цилиндры 1 содержащие рабочие камеры 4, свечи зажигания 10, входные клапана 8 и выхлопные отверстия 9. Поршни 2 механически связаны штоком 3, который в свою очередь связан связями, проходящими через окна 6 с толкателем 5, имеющем возможность перемещаться вдоль направляющих 7. Толкатель 6 посредством пластин 13 и регулируемых по длине упоров 14 последовательно передает нагрузку пластинам 13, которые в свою очередь, взаимодействуют через пружины 12 с группами пьезоэлементов 15 закрепленных на пластинах 13. Таким образом, пластины 13 через упоры 14 передают одностороннюю нагрузку друг другу.According to FIGS. 1, 2, the piezoelectric generator comprises a housing 11 to which cylinders 1 are adjacent, containing working chambers 4,
Работа устройства заключается в том, что при возвратно поступательном движении толкателя передающим механическую энергию пластинам которые посредством пружин с различной жесткостью воздействуют на группы пьезоэлементов. В результате действия на пьезоэлементы нагрузки они на выходе вырабатывают напряжение, выходная характеристика которого зависит от величины и времени действия на каждый пьезоэлемент силы, от электрической схемы соединения пьезоэлементов.The operation of the device lies in the fact that during the reciprocating movement of the pusher, the plates transfer mechanical energy to the plates which, through springs with different stiffnesses, act on groups of piezoelectric elements. As a result of the action on the piezoelectric elements of the load, they generate a voltage at the output, the output characteristic of which depends on the magnitude and time of action of the force on each piezoelectric element, on the electrical circuit of the connection of the piezoelectric elements.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015155513A RU2665682C2 (en) | 2015-12-23 | 2015-12-23 | Piezoelectric generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015155513A RU2665682C2 (en) | 2015-12-23 | 2015-12-23 | Piezoelectric generator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015155513A RU2015155513A (en) | 2016-08-10 |
RU2665682C2 true RU2665682C2 (en) | 2018-09-04 |
Family
ID=56612715
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015155513A RU2665682C2 (en) | 2015-12-23 | 2015-12-23 | Piezoelectric generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2665682C2 (en) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1213660A (en) * | 1966-12-30 | 1970-11-25 | Univ Ohio State | Piezo-electric pulse generator |
US4511818A (en) * | 1982-12-22 | 1985-04-16 | Eaton Corporation | Piezoelectric generator driven by a combustion engine |
US5386372A (en) * | 1992-03-12 | 1995-01-31 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Vibration/noise control system for vehicles |
US5611305A (en) * | 1996-04-01 | 1997-03-18 | Faye; Robert L. | Method and apparatus for starting an internal combustion engine |
US20040178702A1 (en) * | 2003-03-11 | 2004-09-16 | Honeywell International Inc. | Free piston piezoelectric generator |
US20060038463A1 (en) * | 2004-08-18 | 2006-02-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and circuit configuration for operating a piezoelectric actuator |
DE102005003273A1 (en) * | 2005-01-25 | 2006-07-27 | Robert Bosch Gmbh | Fuel injection device operating method for internal combustion engine, involves generating control parameter in form of reference values, and transferring parameter to controller in burst mode for operation of piezo-electric actuator |
RU2358380C1 (en) * | 2008-01-09 | 2009-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Piezoelectric generator |
DE102012113036A1 (en) * | 2012-12-21 | 2014-06-26 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Device for optimizing noise in e.g. internal combustion engine of motor car, has oscillator triggered such that oscillator generates oscillations whose frequencies are superimposed based on order spectrum of driving noise |
-
2015
- 2015-12-23 RU RU2015155513A patent/RU2665682C2/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1213660A (en) * | 1966-12-30 | 1970-11-25 | Univ Ohio State | Piezo-electric pulse generator |
US4511818A (en) * | 1982-12-22 | 1985-04-16 | Eaton Corporation | Piezoelectric generator driven by a combustion engine |
US5386372A (en) * | 1992-03-12 | 1995-01-31 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Vibration/noise control system for vehicles |
US5611305A (en) * | 1996-04-01 | 1997-03-18 | Faye; Robert L. | Method and apparatus for starting an internal combustion engine |
US20040178702A1 (en) * | 2003-03-11 | 2004-09-16 | Honeywell International Inc. | Free piston piezoelectric generator |
US20060038463A1 (en) * | 2004-08-18 | 2006-02-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and circuit configuration for operating a piezoelectric actuator |
DE102005003273A1 (en) * | 2005-01-25 | 2006-07-27 | Robert Bosch Gmbh | Fuel injection device operating method for internal combustion engine, involves generating control parameter in form of reference values, and transferring parameter to controller in burst mode for operation of piezo-electric actuator |
RU2358380C1 (en) * | 2008-01-09 | 2009-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Piezoelectric generator |
DE102012113036A1 (en) * | 2012-12-21 | 2014-06-26 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Device for optimizing noise in e.g. internal combustion engine of motor car, has oscillator triggered such that oscillator generates oscillations whose frequencies are superimposed based on order spectrum of driving noise |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015155513A (en) | 2016-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101449450B (en) | An electromechanical generator for, and method of, converting mechanical vibrational energy into electrical energy | |
Yurchenko et al. | Parametric study of a novel vibro-impact energy harvesting system with dielectric elastomer | |
KR101876256B1 (en) | Linear generator | |
CN102064745B (en) | Bistable piezoelectric cantilever beam vibrator device | |
Meijer et al. | Muscle-like actuators? A comparison between three electroactive polymers | |
HK1088057A1 (en) | Wave power assembly | |
WO2010151738A3 (en) | Piezomagnetoelastic structure for broadband vibration energy harvesting | |
Yesner et al. | Piezoelectric energy harvesting using a novel cymbal transducer design | |
RU2665682C2 (en) | Piezoelectric generator | |
KR20180138521A (en) | Non-contact continuous piezoelectric generator using magnetic force | |
JP2009273201A (en) | Electric power generating apparatus using electroactive polymer | |
KR101038981B1 (en) | power conversion equipment using magnetic shield and permanent magnet | |
KR101864429B1 (en) | Energy harvester | |
JP2011078198A (en) | Electrostatic induction generation apparatus | |
Mehdipour et al. | Analytical modeling and experimental verification of a S-shaped vibration energy harvester | |
RU2012148469A (en) | ELECTRIC GENERATOR | |
RU162565U1 (en) | PIEZOELECTRIC ENERGY SOURCE UNIT | |
RU2379530C1 (en) | Method to generate electric power in piston ice and electric generator | |
Oros et al. | Linear generator for a free piston stirling engine | |
EA202000115A1 (en) | METHOD FOR CONVERTING POTENTIAL ENERGY OF ATMOSPHERE TO USEFUL ELECTRIC ENERGY AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
RU90630U1 (en) | PIEZO ELECTRIC ENGINE | |
KR20140128649A (en) | A simultaneous pressure transmitting method by a simultaneous pressure device and a piezoelectric power generating module by the above | |
Mohajer et al. | Modeling and electrical optimization of a designed Piezoelectric-based vibration Energy Harvesting System | |
LT6963B (en) | Piezoelectric generator excited by accelerated magnets | |
RU2016131334A (en) | METHOD FOR PULSOID MOTION AND ACCELERATION TRANSFORMER BLOCK FOR ITS IMPLEMENTATION |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20171215 |
|
FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20180327 |