恭喜哈爾濱工業大學李明雪獲國家專利權
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龍圖騰網恭喜哈爾濱工業大學申請的專利一種軸向偏心擺電磁式能量收集器的功率優化方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN116663265B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-03-21發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202310557912.8,技術領域涉及:G06F30/20;該發明授權一種軸向偏心擺電磁式能量收集器的功率優化方法是由李明雪;張宇峰;劉小強設計研發完成,并于2023-05-18向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種軸向偏心擺電磁式能量收集器的功率優化方法在說明書摘要公布了:本發明提出一種軸向偏心擺電磁式能量收集器的功率優化方法。本發明采用二維剖面展開的方法,將軸向能量收集器的三維模型轉換為二維模型后進行迭代計算,大幅度降低了模型復雜度和計算自由度;同時,本發明中的模型采用穩態求解的方法替代了瞬態求解方法,可以減少求解時所需要的時間步驟,進一步提高求解速度。本發明提出的優化方法,可以實現能量收集器中線圈設計參數的優化,進而實現能量收集器輸出性能的最優設計方案,可以在有限的空間內實現能量收集器輸出功率的最大化,對于提升能量收集器的輸出功率密度等方面具有重要意義。
本發明授權一種軸向偏心擺電磁式能量收集器的功率優化方法在權利要求書中公布了:1.一種軸向偏心擺電磁式能量收集器的功率優化方法,其特征在于:所述方法具體為:S1:確定能量收集器設計尺寸和線圈線徑參數,作為三維模型建立的幾何依據;S2:通過試驗或數據手冊方式確定偏心擺最大擺動角,計算空氣間隙;S3:建立能量收集器的電磁場組件的三維模型,并截取中位面作為計算區域,轉換為二維計算模型;S4:采用矢量磁位描述的麥克斯韋方程組作為計算區域的控制方程,設置線圈和永磁體計算條件;S5:計算當前時間步下的轉子速度,作為計算條件代入轉子區域方程組,作為洛倫茲項邊界條件;S6:計算當前時間步下的轉子位置,更新二維計算模型中的轉子幾何位置;S7:對二維計算模型進行計算網絡劃分,生成計算網絡;S8:求解當前時間步下的穩態矢量磁位分布,計算線圈組輸出功率;S9:判斷下一個迭代時間步是否超過計算周期;如果是,進入S10;如果否,當前時間步增加一個時間步進后作為下一次迭代的時間步,并重新執行S5至S9;S10:計算運動周期內的線圈輸出功率有效值;S11:對比其他計算結果,判斷功率是否達到最大值;如果是,則進入S12;如果否,則改變線圈截面長度和寬度幾何尺寸,重新執行S3至S11;S12:得到能量收集器的最優設計參數;步驟S1中所述的能量收集器為軸向磁場分布的偏心擺式低頻振動能量收集器,在轉軸方向上依次分布第一線圈層、偏心擺層和第二線圈層;其中偏心擺層包括支撐框架和永磁體陣列;其中第一線圈層和第二線圈層的線圈數量一致,偏心擺層中的永磁體數量為第一線圈層中線圈數量的一半。
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