Zastosowanie metody interior point w optymalizacji dodatkowych cewek elektromagnetycznego układu pozyskiwania energii z drgań

• Autorzy: Kulik M. , Baron B. , Jagieła M.

Identyfikatory

DOI

10.21008/j.1897-0737.2018.93.0007

Warianty tytułu

EN

Application of the interior point method in optimisation of additional coils of a nonlinear electromagnetic vibration energy harvester

• Konferencja: Computer Applications in Electrical Engineering (23-24.04.2018 ; Poznań, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono zastosowanie algorytmu interior point, na przykładzie optymalizacji elektromagnetycznego układu do pozyskiwania energii z drgań mechanicznych. Układ ten składa się z płaskiej sprężyny, na której zamocowano dwa jarzma z magnesami trwałymi. Pomiędzy jarzmami umieszczono cewkę, w której pod wpływem drgań, a co za tym idzie przemieszczeń sprężyny, indukuje się siła elektromotoryczna. Na podstawie obliczeń polowych stwierdzono, że zwiększenie indukowanego napięcia możliwe jest przez wykorzystanie strumienia po zewnętrznych stronach jarzm. W niniejszej pracy optymalizowano wymiary oraz rozmieszczenie dodatkowych cewek tak, aby uzyskać jak największą amplitudę tego napięcia.

EN

The paper presents application of the interior point algorithm, developed in the Institute of Drive Systems and Robotics, at the Opole University of Technology, to design optimization of the electromagnetic energy harvester. The system consists of a beam spring with the two attached yokes with permanent magnets. A coil is placed between the yokes, in which the electromotive force is induced due externally applied vibrations. On the basis of field calculations, it was found that it is possible to use the leakage flux existing on both exterior sides of the yokes. In this work the dimensions and placement of additional coils, to obtain the highest amplitude of the flux linkage derivative, are optimized providing significant rise of the induced voltage with respect to basic configuration.

Słowa kluczowe

PL

optymalizacja; interior point; drgania; pozyskiwanie energii

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej
• Czasopismo: Poznan University of Technology Academic Journals. Electrical Engineering
• Rocznik: 2018
• Tom: No. 93
• Strony: 89--98
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kulik M.

• Politechnika Opolska

autor

Baron B.

• Politechnika Opolska

autor

Jagieła M.

• Politechnika Opolska

Bibliografia

• [1] Mitcheson P. D., Yeatman E. M., Rao G. K., Holmes A. S., Green T. C., Energy Harvesting From Human and Machine Motion for Wireless Electronic Devices, Proceedings of the IEEE, vol. 96, no. 9, pp. 1457-1486, 2008.
• [2] Kulik M., Jagieła M., Harvesting mechanical vibrations energy using nonlinear electromagnetic minigenerators – a survey of concepts and problems, Poznan University of Technology Academic Journals, Electrical Engineering, No 90, pp. 347-358, 2017.
• [3] Saha C. R., O’Donnell T., Loder H., Beeby S., Tudor J., Optimization of an Electromagnetic Energy Harvesting Device, IEEE Transactions on Magnetics, vol. 42, no. 10, pp. 3509-3511, 2006.
• [4] Jagieła M., Kulik M., Torsion and axial moment in a new nonlinear cantilever-type vibration energy harvester, International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics, ukaże się w roku 2018.
• [5] Lee H., Noh M. D., Park Y. W., Optimal Design of Electromagnetic Energy Harvester Using Analytic Equations, IEEE Transactions on Magnetics, vol. 53, no. 11, pp. 1-5, 2017.
• [6] Baron B., Połomski M., Kolańska Pluska J., Programowanie nieliniowe w języku C#, Wydawnictwo Politechniki Opolskiej, 2018 (w druku).
• [7] Połomski M., Baron B., Optimal Power Flow by Interior Point and Non Interior Point Modern Optimization Algorithms, Acta Energetica, 1/14, pp. 132-139, 2013.
• [8] Patra S., Goswami S.K., Optimum power flow solution using a non-interior point method, Electrical Power and Energy Systems, 29, pp. 138-146, 2007.
• [9] Klintberg E., Gros S., An inexact interior point method for optimization of differentia algebraic systems, Computers and Chemical Engineering, 92, pp. 163-171, 2016.
• [10] Qiu S., Chen Z., An interior point method for nonlinear optimization with a quasitangential subproblem, Journal of Computational and Applied Mathematics, 334, pp. 77-96, 2018.

Uwagi

Praca została zrealizowana w ramach projektu nr 2016/23/N/ST7/03808 finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki.

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).