Warianty tytułu
Charakteryzacja mikrogeneratorów elektromagnetycznych wykonanych w technologii LTCC
Konferencja
International IMAPS-CMPT Poland (38 ; 21- 24.09.2014 ; Rzeszów -Czarna, Poland)
Języki publikacji
Abstrakty
In this paper we present the system for characterization the electromagnetic microgenerators fabricated in Low Temperature Co-fired Ceramics (LTCC) technology as well as fabrication and electrical properties of such microgenerators. Electromagnetic microgenerators include planar multilayer multipole coils, and a multipole permanent magnet. In our experiment the coils with 6, 8,10 and 12 layers and outer diameter of 50 mm were designed and fabricated. To create alternating magnetic field a 28-pole permanent magnet secured on rotor three-phase Brushless Direct Current (BLDC) motor was used. System for control and drive of such type of motor was realized with Atmega microcontroller, which was necessary to generate PWM (Pulse Width Modulation) signal for motor phase commutating. System was working in three modes. First of them was sensorless work called BEMF (Back ElectroMotive Force). In the second mode the delay time between commutation and motor current was set manually. Such solution was chosen to smooth the motor work at low rotary speed. In the third mode both the delay time as well as the value of current were declared in microcontroller program as constant. The rotor rotary speed was measured with a self-made tachometer consisting of Atmega microcontroller and transoptor for motion sensing. The system was used for characterization of self-made LTCC-based electromagnetic microgenerators. The induced voltage of structure with 12-layer coils was 2.47 V (open circuit measurement). Generator provided 1.99 mA of constant current (short circuit) at maximum rotary speed of about 11990 rpm. A Graetz rectifying bridge and a proper smoothing capacitor were used to convert AC output signal to DC one.
W artykule przedstawiono system do charakteryzacji makrogeneratorów elektromagnetycznych wykonanych w technologii LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics) oraz proces wytwarzania i właściwości takich mikrogeneratorów. Mikrogeneratory elektromagnetyczne zawierają planarne, przestrzenne, wielowarstwowe cewki oraz przestrzenne magnesy stałe. W eksperymencie zaprojektowano i wykonano cewki z 6, 8, 10 oraz 12 warstw o średnicy zewnętrznej 50 mm. Do wytworzenia zmiennego pola magnetycznego wykorzystano 28 magnesów stałych umieszczonych na rotorze trójfazowego silnika bezszczotkowego - BLDC (Brushless Direct Current). System do sterowania tego typu Silnikiem zrealizowano w oparciu o mikrokontroler ATmega, który umożliwił generowanie sygnału PWM (Pulse Width Modulation) koniecznego do komutacji faz silnika. System pracuje w trzech trybach. Pierwszy z nich umożliwiający pracę bez udziału czujnika położenia nazwano BEMF (Back ElectroMotive Force). W drugim trybie czas pomiędzy komutacjami oraz wartość prądu ustawiane są manualnie. Takie rozwiązanie umożliwiło wygładzenie pracy silnika przy niskich prędkościach obrotowych. W trzecim trybie czas pomiędzy komutacjami oraz wartość prądu zostały przypisane na stałe w pamięci mikrokontrolera. Pomiar prędkości obrotowej silnika zrealizowano w oparciu o prędkościomierz zbudowany również w oparciu o mikrokontroler ATmega oraz transoptor. System pomiarowy został użyty do charakteryzacji mikrogeneratorów elektromagnetycznych opartych na technologii LTCC. Indukowane napięcie ze struktury 12-warstwowej wynosi 2,47 V (pomiar w obwodzie otwartym). Generowany prąd stały (zamknięty obwód) przy maksymalnej prędkości obrotowej ok. 11990 rpm to 1,99 mA. Sygnał zmienny zamieniono na stały poprzez użycie mostka Graetza oraz kondensatora wygładzającego.
Słowa kluczowe
Rocznik
Tom
Strony
31-33
Opis fizyczny
Bibliogr. 5 poz., il., rys., tab.
Twórcy
autor
- Wrocław University of Technology, Faculty of Microsystem Electronics and Photonics
autor
- Wrocław University of Technology, Faculty of Microsystem Electronics and Photonics
autor
- Wrocław University of Technology, Faculty of Microsystem Electronics and Photonics
Bibliografia
- [1] http://www.magnesy.eu, June 2014.
- [2] Atmega8, application note, Atmel, 2013.
- [3] Atmega88, application note, Atmel, 2013.
- [4] C.T. PAN, Y.J. CHEN, Z.H. LIU, C.H. HUANG, Design and fabrication of LTCC electro-magnetic energy harvester for low rotary speed, Sensors and Actuators A: Physical (191) 2013, pp. 51-60.
- [5] C.T. PAN, Y.J. CHEN, Application of low temperature co-fire ceramics on In-plane micro-generator, Sensors and Actuators A: Physical (144) 2008, pp. 144-153.
Uwagi
EN
This work was supported by the Wrocław University of Technology - grants no. B30104 W-12, B40082 W-12 and statutory activity of Wroclaw University of Technology (S30066 W-12).
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikatory
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-c4cd74ed-8fa1-4baf-b903-0bf23f56bbb2
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.