Enhancement of piezoelectric vibration energy harvester output power level for powering of wireless sensor node in large rotary machine diagnostic system

• Autorzy: Pękosławski B. , Pietrzak P. , Makowski M. , Napieralski A.

Warianty tytułu

PL

Zwiększanie mocy generowanej przez piezoelektryczne generatory odzyskujące energię drgań mechanicznych do zasilania węzłów bezprzewodowej sieci pomiarowej w systemie diagnostycznym dużych maszyn wirnikowych

• Konferencja: Mixed Design of Integrated Circuits and Systems MIXDES 2009. 16 ; 25-27.06.2009 ; Łódź, Polska
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents results of studies on piezoelectric generators, in which energy of mechanical vibrations is harvested and converted to electric energy. These piezoelectric generators were proposed, as an alternative to a battery-based solution, for powering of sensor nodes in condition monitoring systems of large rotary machines such as turbogenerators in power plants. Since a performance of three prototype bending-beam piezogenerators turned out to be unsatisfactory when tested in real conditions on a turbogenerator, Synchronized Switch Harvesting on lnductortechnique has been studied as a solution for an enhancement of generated power levels. A test interface circuit is described. The obtained laboratory results confirm possible usefulness of the technique and are a basis for a future work on power-processing blocks operating with piezoelectric generators.

PL

Artykuł przedstawia wyniki badań nad generatorami piezoelektrycznymi, w których energia drgań mechanicznych jest odzyskiwana i przekształcana w energię elektryczną. Zastosowanie tych generatorów zostało zaproponowane, jako alternatywę dla rozwiązania opartego o ogniwa elektryczne, do zasilania węzłów pomiarowych w systemie do monitoringu stanu technicznego dużych maszyn wirnikowych, takich jak turbogeneratory w elektrowniach. Ze względu na to, że działanie trzech prototypowych generatorów okazało się niezadawalające w warunkach rzeczywistych na turbogeneratorze, technika synchronicznego przełączania ładunku elektrycznego do cewki została zbadana jako rozwiązanie mające na celu zwiększenie generowanych mocy. Użyty układ testowy został opisany. Uzyskane wyniki badań laboratoryjnych potwierdzają potencjalną użyteczność tej techniki i stanowią podstawę do dalszych prac nad układami przetwarzania energii elektrycznej współpracującymi z generatorami piezoelektrycznymi.

Słowa kluczowe

EN

piezoelectric vibration energy harvester; synchronized switch harvesting on inductor; wireless sensor network; turbogenerator; large rotary machine; condition monitoring; vibration measurement

PL

piezoelektryczny generator odzyskujący energię drgań mechanicznych; synchroniczne przełączanie ładunku do cewki; bezprzewodowa sieć pomiarowa; turbogenerator; maszyna wirnikowa; monitoring stanu technicznego; pomiar drgań

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 50, nr 12
• Strony: 31--35
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Pękosławski B.

autor

Pietrzak P.

autor

Makowski M.

autor

Napieralski A.

• Technical University of Lodz, Department of Microelectronics and Computer Science

Bibliografia

• [1] Beeby S., Tudor M., White N.: Meas. Sci. Technol., vol. 17, pp. R175 - R195, 2006.
• [2] Pereyma M.: MEMSTECH'2007, May 23-26, 2007, Lviv-Polyana, Ukraine.
• [3] Roundy S., Wright P. K.: Smart Mater. Struct., vol. 13, pp. 1131 - 1142, 2004.
• [4] Sodano H., Lloyd J., Inman D.: Smart Mater. Struct., vol. 15, pp. 1211 - 1216, 2006.
• [5] Lallart M., Guyomar D., Jayet Y., Petit L., Lefeuvre E., Monnier T., Guy P., Richard C.: Sensors and Actuators A, vol. 147, pp. 263 - 272, 2008.
• [6] Hu Y., Xue H., Hu T., Hu H.: IEEE Trans., on Ultrason., Ferroelectrics and Freq. Contr., vol. 55, no. 1, 2008.
• [7] Pękosławski B., Pietrzak P., Makowski M., Szafoni Ł., Napieralski A.: 12th Nanotechnology Conference and Trade Show, NSTI, Nanotech 2009, May 3-7, Houston, USA, Technical Proceedings, vol. 1, chapter 6, pp. 530 - 533, 2009.
• [8] Pękosławski B., Pietrzak P., Makowski M., Napieralski A., 6th International Conference Mixed Design of Integrated Circuits and Systems, Łódź, June 25 - 27 2009, Proceedings, 2009.