4 / 10
Л.А. Зинченко, В.В. Макарчук, А.Е. Маслов
54
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2016. № 5
В настоящее время компания Face International Corporation (США) выпус-
кает линейку различных генераторов серии TH, основанных на пьезоэлектриче-
ском эффекте [11]. В данной работе приведены результаты исследований харак-
теристик альтернативных источников энергии с использованием генераторов
TH6R и TH7R, массогабаритные характеристики которых представлены ниже.
В связи с тем, что перечисленные пьезоэлектрические генераторы имеют
ограничения на максимально допустимое напряжение, были исследованы сле-
дующие три варианта их использования:
1) один генератор типа TH6R;
2) 20 генераторов типа TH7R, соединенных последовательно;
3) 40 генераторов типа TH7R, соединенных последовательно.
Массогабаритные характеристики пьезоэлектрических генераторов
фирмы Face International Corporation серии TH
Габаритные размеры
пьезоэлемента, мм
Масса, г
TH6R …………………. 50 ×
50 ×
0,38
16,3
TH7R …………………. 70 ×
70 ×
0,25
18,0
Массогабаритные характеристики исследуемых вариантов использования
пьезоэлектрических устройств приведены в таблице. Анализ этих характери-
стик позволяет сделать следующий вывод: для всех исследуемых случаев мас-
согабаритные характеристики пьезоэлектрических генераторов существенно
лучше аналогичных характеристик других альтернативных источников энергии.
Массогабаритные характеристики исследуемых вариантов
использования пьезоэлектрических устройств
Номер варианта Длина
L
, мм
Ширина
D
, мм Высота
H
, мм Масса, г
1
0,38
50
50
16,3
2
5,0
70
70
360
3
10
70
70
720
Моделирование характеристик генераторов проведено при номинальной
температуре 27 °C с использованием блочного метода Ланцоша [3], который
имеет более быструю сходимость по сравнению с другими методами в про-
граммном комплексе ANSYS.
Для моделирования в программном комплексе ANSYS была реализована
программа на языке APDL [3]. Систематизированные данные о числе конечных
элементов и числе узлов конечно-элементных моделей для каждого рассматри-