تحليل و بررسي ارتعاشات عرضي كابل ها به منظور توليد انرژي الكتريكي

Cable transverse vibration analysis in order to generate electrical energy

رداشت انرژي بوسيله مواد پيزوالكتريك يا الكترومگنت ها غالبا در تجهيزات الكتريكي با توان كم مورد استفاده قرار ميگيرند . از جمله كاربردهاي مهم برداشت انرژي تامين توان مورد نياز حسگرهاي بي سيم مورد استفاده در سيستمهاي سلامت سنجي در سازه هاي عمراني مانند پل ها و يا كابل هاي فولادي بكار رفته در روي پل ها ميباشد. ما در اين پژوهش برداشت انرژي الكتريكي از ارتعاشات عرضي كابل را با استفاده از الكترومگنت ها مورد بررسي قرار داده ايم وتوان توليدي از ارتعاشات كابل ها را در موقعيت هاي مختلف مقايسه كرديم .ابتدا معادلات حاكم بر ارتعاشات عرضي كابل را از روش نيوتن و سپس معادلات مربوط به الكترومگنت كه به كابل مورد نظر متصل ميباشد را با استفاده از روابط الكترومغناطيس و قانون فارادي بدست آورده ايم . براي بدست آوردن مقدار جريان الكتريكي و توان توليد شده ناشي از ارتعاشات كابل ،اين معادلات كوپل شده را بوسيله روش گلركين گسسته سازي كرده و معادلات حاكم بر مساله را حل ميكنيم و پاسخ سيستم كه همان جابجايي نقاط مختلف كابل ميباشد را به ازاي شرايط اوليه و نيروي خارجي وارد بر كابل بدست مي آوريم. در نهايت مقدار توان توليدي را طبق روابط الكترومغناطيسي محاسبه كرده و اين توان را براي مشخصات مختلف الكترومگنت ، مورد بررسي قرار ميدهيم .

By piezoelectric energy harvesting materials or electromagnets are often used in electrical equipment with low power. to be provide power of wireless sensors of health systems for structures such as bridges or steel cable is used in the bridge , is one of the important applications of energy harvesting. In this study we harvest electrical energy from the vibrations of the cable using electromagnets. The governing equations for the transverse vibrations of the cable using equations of Newtons method obtain then equations of electromagnets that is connected to the cable using Faradays law have gained. To obtain the amount of electrical current and power generated by the vibrations of the cable , the equations coupled discrete by Galerkin method and then solve the equations. we obtained the Moving around cable for initial conditions and external force exerted on the cable. finally , we examined The amount of power produced is calculated based on electromagnetic relations for various specifications.