Geração de energia através da vibração estrutural de dispositivos piezelétricos não lineares (2013)
- Authors:
- Autor USP: MINETO, ANDREZA TANGERINO - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SEM
- Subjects: VIBRAÇÕES DE MÁQUINAS; MÉTODO DE MONTE CARLO; PIEZOELETRICIDADE; GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
- Language: Português
- Abstract: A conversão de energia vibracional do ambiente em energia elétrica através de dispositivos piezelétricos tem recebido crescente atenção na última década. Com intuito de melhorar o desempenho destes tipos de dispositivo, são discutidos os benefícios da introdução de não linearidades nestes sistemas. O dispositivo utilizado é uma viga cantilever tipo bimorph, parcialmente recoberta por material piezelétrico, com massas magnéticas concentradas na extremidade livre da viga que geram forças magnéticas não lineares. Nesse dispositivo, além da não linearidade proveniente dos magnetos, considera-se também a não linearidade inerente ao material piezelétrico. A solução das equações eletromecânicas acopladas, que descreve o movimento do conversor piezelétrico de energia, é encontrada numericamente resolvendo-se um conjunto de equações diferenciais ordinárias com condições iniciais dadas. A resposta em frequência do sistema é aproximada pelo método perturbativo das múltiplas escalas. A potência elétrica gerada é analisada variando-se alguns parâmetros, como intensidade da força de excitação, distância entre os magnetos da extremidade livre da viga e resistor de carga. A estabilidade do sistema também é investigada através de uma análise dinâmica, de onde se conclui a influência da distância entre os magnetos juntamente com a intensidade da força de excitação nesta estabilidade. Estes parâmetros também influenciam na faixa de frequência de operação do dispositivo. É observado que os efeitos não lineares presentes no dispositivo fazem com que este opere em uma ampla faixa de frequência. É realizado o estudo de incertezas em alguns parâmetros do conversor de energia piezelétrico, através de simulações de Monte Carlo, concluindo a influência destes na frequência natural e na potência elétrica gerada pelo dispositivo.Através de ensaios experimentais confirmam-se os benefícios da introdução de não linearidades nos geradores de energia piezelétricos
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2013
- Data da defesa: 01.08.2013
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ABNT
MINETO, Andreza Tangerino. Geração de energia através da vibração estrutural de dispositivos piezelétricos não lineares. 2013. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2013. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-25092013-145349/. Acesso em: 23 abr. 2024. -
APA
Mineto, A. T. (2013). Geração de energia através da vibração estrutural de dispositivos piezelétricos não lineares (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-25092013-145349/ -
NLM
Mineto AT. Geração de energia através da vibração estrutural de dispositivos piezelétricos não lineares [Internet]. 2013 ;[citado 2024 abr. 23 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-25092013-145349/ -
Vancouver
Mineto AT. Geração de energia através da vibração estrutural de dispositivos piezelétricos não lineares [Internet]. 2013 ;[citado 2024 abr. 23 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18149/tde-25092013-145349/
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