[發明專利]檢測旋轉式發電機能量轉化效率的方法、裝置及控制器

有效

• 申請號: 202011320562.6
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112461420B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 張弛;許韶行;付賢鵬;亓有超
• 申請（專利權）人: 北京納米能源與系統研究所
• 主分類號: G01L3/26
• 分類號: G01L3/26
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 李靜文

本發明公開了一種檢測旋轉式發電機能量轉化效率的方法、裝置及控制器。該檢測旋轉式發電機能量轉化效率的方法包括：通過預設電機向旋轉式發電機提供輸入力矩，使得旋轉式發電機工作，測量旋轉式發電機在預設電機以預設轉速帶動下的輸出電流，根據測量得到的輸出電流，計算得出輸出功率；測量旋轉式發電機的轉子在預設轉速帶動下受到的反力矩，計算得出平均反力矩，根據計算得出的平均反力矩，計算得出輸入功率；根據計算得出的輸出功率和輸入功率，計算得出旋轉式發電機在預設轉速帶動下的能量轉化效率。本發明的檢測旋轉式發電機能量轉化效率的方法，能夠實現對旋轉式發電機的輸入功率和能量轉化效率進行檢測。

技術領域

本發明涉及一種檢測旋轉式發電機能量轉化效率的方法、裝置及控制器。

背景技術

能源是人類社會的支柱，是推動世界向前發展的動力。人類社會的發展總是伴隨著能源利用方式的發展。隨著物聯網信息時代的到來，電子技術的水平不斷提高，微電子器件和小型移動設備越來越便攜化、智能化和集成化，解決這些電子產品的能源供給問題變得十分重要。

傳統電池仍然是這些新型電子器件主要的供電方式，由于電池本身壽命和污染等固有性質，傳統電池供電的方式面臨著很大的挑戰，結合物聯網時代分布式、共享式的特點，最理想的供能方案就是使電子產品能夠進行自供能，即電子產品可以從周圍環境中獲取能量并使之轉化為電能來達到其用電需求。

摩擦納米發電機作為一種新的能源收集技術，在工作機制、控制方程和輸出特性方面，摩擦納米發電機與電磁發電機具有可比性和對稱性，這表明摩擦納米發電機與電磁發電機在收集能源方面具有同等重要的作用。

自從2012年摩擦納米發電機問世以來，其在收集環境能量方面已經展現出了巨大的應用前景，特別是適用于收集頻率低、幅度小的環境機械能，比如應用于收集人體運動產生的能量、雨滴墜落產生的能量、汽車振動產生的能量等，將這些環境中微小的機械能收集利用，可以有效地解決物聯網時代微電子產品的能源供給問題。

能量轉換效率是衡量摩擦納米發電機電學性能的重要指標，然而對于摩擦納米發電機能量轉換效率的測試并沒有專業的方法及設備，是亟需填補的行業空白。

發明內容

本發明實施例提供一種檢測旋轉式發電機能量轉化效率的方法、裝置及控制器，以解決對于摩擦納米發電機能量轉換效率沒有專業的測試方法的問題。

本發明實施例提出了一種檢測旋轉式發電機能量轉化效率的方法，包括：

通過預設電機向旋轉式發電機提供輸入力矩，使得旋轉式發電機工作，測量旋轉式發電機在預設電機以預設轉速帶動下的輸出電流，根據測量得到的旋轉式發電機在預設轉速帶動下的輸出電流，計算得出旋轉式發電機在預設轉速帶動下的輸出功率；

測量旋轉式發電機的轉子在預設轉速帶動下受到的反力矩，計算得出平均反力矩，根據計算得出的平均反力矩，計算得出旋轉式發電機在預設轉速帶動下的輸入功率；

根據計算得出的旋轉式發電機在預設轉速帶動下的輸出功率和輸入功率，計算得出旋轉式發電機在預設轉速帶動下的能量轉化效率。

根據本發明實施例的一個方面，還包括：

改變預設轉速，得出旋轉式發電機的能量轉化效率與輸入功率的對應關系。

根據本發明實施例的一個方面，計算得出平均反力矩，包括：

在預設時間內對測量得到的反力矩進行多次記錄，根據多次記錄計算平均值，得出在預設轉速帶動下的平均反力矩。

根據本發明實施例的一個方面，計算得出旋轉式發電機在預設轉速帶動下的輸出功率，包括：

輸出功率為輸出電流平方的積分與外接電阻的乘積。

根據本發明實施例的一個方面，計算得出旋轉式發電機在預設轉速帶動下的輸入功率，包括：