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Energy Harvesting (2) Gerätesynthese Professur für Mikrosystem- und Gerätetechnik TU Chemnitz - Professur für Mikrosystem- und Gerätetechnik - Gerätesynthese:

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1 Energy Harvesting (2) Gerätesynthese Professur für Mikrosystem- und Gerätetechnik TU Chemnitz - Professur für Mikrosystem- und Gerätetechnik - Gerätesynthese: Energy Harvesting (2)

2 Agenda 1. Projektvorhaben 2. Lösungsansätze 3. Gewählte Lösung –Funktionsprinzip –Berechnung & Auslegung –CAD-Konstruktion TU Chemnitz - Professur für Mikrosystem- und Gerätetechnik - Gerätesynthese: Energy Harvesting (2) Seite 1/6

3 1. Projektvorhaben elektromagnetisch (induktiv) piezoelektrisch elektrostatisch (kapazitiv) elektrostatisch (kapazitiv) Wandlerprinzipien Vibrationsspektrum der Werkzeugmaschine: Randbedingungen: -max. Bauvolumen des Harvesters: 100cm³ -min. zu erzeugende mittlere Leistung: 50µW Ziel: Vibration elektrische Energie kinetischer Energiewandler an einer Werkzeugmaschine zur Versorgung eines Temperatursenors mit drahtloser Datenübertragung elektromagnetisch (induktiv) TU Chemnitz - Professur für Mikrosystem- und Gerätetechnik - Gerätesynthese: Energy Harvesting (2) Seite 2/6

4 2. Lösungsansätze TU Chemnitz - Professur für Mikrosystem- und Gerätetechnik - Gerätesynthese: Energy Harvesting (2) Seite 3/6 Quelle: Dirk Spreemann, Yiannos Manoli: Electromagnetic Vibration Energy Harvesting Devices, Springer 2012 Elektromagnetische Induktion:

5 2. Lösungsansätze TU Chemnitz - Professur für Mikrosystem- und Gerätetechnik - Gerätesynthese: Energy Harvesting (2) Seite 4/6 Quelle: Dirk Spreemann, Yiannos Manoli: Electromagnetic Vibration Energy Harvesting Devices, Springer 2012

6 3. Funktionsprinzip TU Chemnitz - Professur für Mikrosystem- und Gerätetechnik - Gerätesynthese: Energy Harvesting (2) Seite 5/6 Federeinspanner Stahlbandfeder NdFeB Magnet Luftspule Zusatzmasse Faradaysche Induktionsesetz

7 3. Gewählte Lösung TU Chemnitz - Professur für Mikrosystem- und Gerätetechnik - Gerätesynthese: Energy Harvesting (2) Seite 6/6 Mechanisches Teilsystem Elektrisches Teilsystem Dämpfungsmaß: Abklingkonstante: Güte: Resonanzfrequenz: Eigenfrequenz: Magnetische Flussdichte: Elektrische Dämpfung: PT2 (schwingend in Resonanz): Maximum umgewandelte Energie


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