Inżynieria mechaniczna

Dyscyplina naukowa: Inżynieria mechaniczna

Temat: Analiza możliwości definiowania charakteru sprzęgnięć elektromechanicznych w układach do odzyskiwania energii elektrycznej

Topic: Analysis of electromechanical couplings shaping in energy harvesting systems

Promotor: Dr hab. inż. Krzysztof Kęcik, prof. uczelni

Email: k.kecik@pollub.pl

Opis

Tematyka dotyczy problemu sprzęgnięcia elektromechanicznego w układach składających się z różnych magnesów oraz cewek indukcyjnych stosowanych do odzyskiwania energii elektrycznej. W literaturze w tego typu układach, sprzęgnięcia elektromechaniczne jest modelowane jako stały współczynnik wyznaczany dla konkretnych wartości parametrów. Podejście takie powoduje znaczne uproszczenie badań (redukowany jest stopień swobody), a sprzęgnięcie elektromechaniczne uwzględniane jako tzw. tłumienie elektryczne. Ponadto, w takim podejściu pomijany jest wpływ indukcyjności cewki. Może to prowadzić do błędnych wyników szczególnie dla większych oscylacji. Głównym celem pracy będzie możliwość projektowania charakteru modelu sprzęgnięcia elektromechanicznego. W pracy będą wykonywane badania doświadczalne, badania numeryczne (klasyczna metoda całkowania, metoda elementów skończonych, metoda kontynuacji rozwiązania) oraz badania analityczne (np. metoda bilansu harmonicznych). Badania doświadczalne będą realizowane z pomocą wzbudnika, maszyny do badań statycznych oraz zbudowanych układów do odzyskiwania energii elektrycznej. 

Słowa kluczowe: Nieliniowe drgania, odzyskiwanie energii

Description:

The research concerns the electromechanical coupling problem in the system consists of the set of magnets and coils applied to the energy harvesters. The literature study show that the electromechanical coupling (called transduction factor) is modelled as a fixed value for given parameters. The simplification causes reduction of one degree of freedom. Then the electromechanical coupling is treated as the electrical damping. Moreover, this approach does not included the coil’s inductance. This approach can lead to the wrong results, especially for the high oscillations. The main goal and the novelty of the research project will be the possibility of shaping of the electromechanical coupling functions. The project will carry out experimental research, numerical research (classical integration method, finite element method, continuation method) and analytical method (e.g. harmonic balance method). The experimental tests will be carried out with the help of the shaker, static machine and own systems for energy recovery.

Keywords: Nonlinear vibration, Energy harvesting