Vibratsiyali quvvat generatori

Ovoz bosimi toʻlqini bilan bezovtalanadigan piezoelektrik diafragmadan yasalgan transduser.

Tebranish generatorlari — bu generator tebranishning kinetik energiyasini elektr energiyasiga aylantiradigan elektr generatorining bir koʻrinishi. Tebranish tovush bosimi toʻlqinlaridan yoki boshqa fon tebranishlaridan boʻlishi mumkin.

Vibratsiyali generatorlar odatda tebranish manbasini kuchaytirish maqsadida ishlatiladigan rezonator va tebranishlardan energiyani elektr energiyasiga aylantiruvchi transduser mexanizmidan iborat. Transduser odatda magnit va lasan yoki piezoelektrik kristalldan iborat.

Elektromagnit generatorlar

Elektromagnit asosli generatorlar tebranishlarning kinetik energiyasini elektr energiyasiga aylantirish uchun Faraday induksiya qonuniga asoslanadilar. Ular moslashuvchan membrana yoki konsol nuriga va lasanga biriktirilgan magnitlardan tashkil tttopgan. Tebranishlar magnit va bobin orasidagi masofani oʻzgartirib, magnit oqimning oʻzgarishiga olib keladi va natijada elektromagnit kuch hosil boʻladi. Odatda, lasan diamagnit material yordamida ishlab chiqariladi, chunki bu materiallar magnit bilan zaif oʻzaro taʼsirga ega, bu tebranishni kamaytiradi. Ushbu turdagi generatorning asosiy afzalligi shundaki, u piezoelektrik generatorlarga qaraganda koʻproq quvvat ishlab chiqara oladi. Elektromagnit asosidagi tebranish bilan ishlaydigan generatorlar tijoratlashtirildi.

Rivojlanish va ilovalar

Miniatyura elektromagnit tebranish energiyasi generatori 2007 yilda Sautgempton universiteti guruhi tomonidan ishlab chiqilgan. Ushbu maxsus qurilma uchiga magnit biriktirilgan konsol nuridan tashkil topgan. Qurilma atrofdagi manbalardan tebranishlarga duchor boʻlganda, nur yuqoriga va pastga siljiydi. Ushbu qurilma kirish qiyin boʻlgan joylarda sensorlarni elektr simlari yoki almashtirilishi kerak boʻlgan batareyalarsiz quvvatlantirish imkonini beradi. Oʻtish qiyin boʻlgan joylarda sensorlar endi oʻz kuchlarini ishlab chiqarishi va maʼlumotlarni tashqi qabul qiluvchilarga yetkaza oladi. Jeneratör havo kompressorlarida foydalanish uchun ishlab chiqilgan va yuqori tebranish muhitidagi narsalarni quvvatlantirishga qodir, masalan, ishlab chiqarish korxonalaridagi mashinalardagi sensorlar yoki koʻpriklarning sogʻligʻini nazorat qiluvchi sensorlar. Sautgempton universitetida ishlab chiqarilgan magnit tebranish energiyasini yigʻish mashinasining asosiy cheklovlaridan biri bu generatorning oʻlchamidir. Taxminan 1 kub santimetr boʻlgan bu qurilma zamonaviy elektron qurilmalarda foydalanish uchun juda yirik boʻladi. Kelajakda qurilma hajmini yaxshilash uni yurak stimulyatori kabi tibbiy implantatsiya qilingan qurilmalar uchun ideal quvvat manbaiga aylantirishi mumkin. Qurilmani yaratgan jamoaning fikriga koʻra, yurak mushaklarining tebranishlari generatorni yurak stimulyatori bilan quvvatlantirish uchun etarli boʻladi. Bu batareyalarni jarrohlik yoʻli bilan almashtirish zaruratini yoʻqotadi.

2012 yilda Shimoli-gʻarbiy universitetdagi guruh polimerdan tebranish bilan ishlaydigan generatorni buloq shaklida yaratdi. Ushbu qurilma tebranishlardan energiyani Sautgempton Universitetidagi konsolga asoslangan qurilmalar bilan bir xil chastotalarda yigʻishga muvaffaq boʻldi, lekin boshqa qurilmaning taxminan 1/3 qismi oʻlchamida.

Piezoelektrik generatorlar

Piezoelektrik asosli generatorlar transduser mexanizmi sifatida pyezoelektrik kristallardan yasalgan yupqa membranalar yoki konsol nurlaridan foydalanadi. Kristal tebranishning kinetik energiyasi bilan kuchlanish ostida boʻlganda, piezoelektrik effekt tufayli oz miqdorda oqim yuzaga keladi. Ushbu mexanizmlar odatda juda oddiy boʻlib, bir nechta harakatlanuvchi qismlarga ega va ular juda uzoq xizmat qilish muddatiga ega. Bu ularni tebranishlardan energiya yigʻishning eng mashhur usuliga aylantiradi. Ushbu mexanizmlar MEMS ishlab chiqarish jarayoni yordamida ishlab chiqarilishi mumkin, bu ularni juda kichik miqyosda yaratishga imkon beradi. Bunday kichik miqyosda piezoelektrik generatorlarni yaratish qobiliyati elektromagnit generatorlarga nisbatan ushbu usulning asosiy afzalligidir, ayniqsa mikroelektron qurilmalarni quvvatlantirish uchun generator ishlab chiqilayotganda. Piezoelektrik tebranish generatori tijoratlashtirildi.

Rivojlanish va ilovalar

Ishlab chiqilayotgan 1 ta piezoelektrik generator pyezoelektrik konsol nurining oxiridagi suv tomchilaridan foydalanadi. Suv tomchilari nurning uchidan osilib turadi va tebranishlarning kinetik energiyasidan qoʻzgʻalishga olib keladi. Bu suv tomchilarining tebranishiga olib keladi, bu esa oʻz navbatida ular osilgan nurning yuqoriga va pastga burilishiga olib keladi. Bu burilish piezoelektrik effekt orqali energiyaga aylanadigan kuchlanishdir. Ushbu usulning asosiy afzalligi tarafi, u keng qoʻzgʻalish chastotalariga moslashtirilish imkoni mavjud. Suv tomchisining tabiiy chastotasi uning hajmiga bogʻliq; shuning uchun suv tomchisining hajmini oʻzgartirish tomchining tabiiy chastotasini va elektr energiyasiga aylanadigan bosim toʻlqinining chastotasini moslashtirishga imkon beradi. Ushbu chastotalarni moslashtirish suv tomchisining eng yirik amplitudali tebranishini yuzaga keltiriladi, natijada piezoelektrik nurda katta kuch va kattaroq kuchlanish paydo boʻladi.

Yana bir dastur samolyotda parvoz paytida hosil boʻlgan tebranishlardan hozirda batareyalarga tayanadigan samolyotdagi elektronikani quvvatlantirish uchun foydalanishga harakat qilinadi. Bu tizim ishonchli energiya manbasini taʼminlaydi va texnik xizmat koʻrsatishni qisqartiradi, chunki batareyalarni almashtirish kerak boʻlmaydi va piezoelektrik tizimlar uzoq xizmat qilish xususiyatiga ega. Ushbu tizim rezonator bilan ishlatiladi, bu havo oqimining yuqori amplituda barqaror ohangini hosil qilish imkonini beradi. Xuddi shu printsip koʻplab shamol asboblarida qoʻllaniladi, musiqachi tomonidan taqdim etilgan havo oqimini baland ovozli barqaror ohangga aylantiradi. Bu ohang piezoelektrik generator tomonidan kinetik energiyadan elektr energiyasiga aylanadigan tebranish sifatida foydalaniladi. Ushbu dastur hali rivojlanishning dastlabki bosqichida kontseptsiya miqyosli modelda isbotlangan, ammo tizim hali toʻliq miqyosda sinovdan oʻtkazilishidan oldin optimallashtirilishi kerak.

Maʼlumotnomalar

• Xon, Farid Ulla; Izhar (2015). „Akustik energiya yigʻish boʻyicha sanʼat darajasi“. Mikromexanika va mikromuhandislik jurnali. 25 (2): 023001. doi: 10.1088/0960-1317/25/2/023001.
• X.Nigʻmatov radioelektronika asoslari Toshkent 1994