Energy harvesting through pendulum motion and DC generators

Avanço, Rafael Henrique; Tusset, Ângelo Marcelo; Suetake, Marcelo; Navarro, Hélio Aparecido; Balthazar, José Manoel; Nabarrete, Airton

doi:10.1590/1679-78255013

Cited by 11 publications

(4 citation statements)

References 22 publications

(32 reference statements)

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Among the recent works devoted to the practical use of the effect, we can note the articles [7][8][9][10][11]. In [7] a mathematical model was found, and numerical results obtained for the pendulum behavior when coupled to a DC generator. A simple pendulum is vertically excited on its support and consequently exhibiting oscillations and rotations.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

On the effect of vibrational capture of rotation of an unbalanced rotor

Yaroshevich¹,

Grabovets²,

Yaroshevich³

et al. 2023

Math. models, eng.

View full text Add to dashboard Cite

The dynamics of an unbalanced rotor with a vibrating suspension axis and driven by an asynchronous electric motor of limited power is considered. Stationary (near stationary) modes of rotation of the rotor with a frequency equal to the vibration frequency of the axis are investigated. An explanation of the phenomenon of vibrational capture of rotation of an unbalanced rotor is given. The proposed mechanical interpretation of the effect allows deeper understanding of the classical results and conclusions. The obtained condition for the existence of a stationary mode allows us to estimate the frequency capture interval of the rotor. The case when the mode of vibration capture of rotation is not set is considered. For such a case, an expression for the vibrational moment is obtained, as well as an equation for slow motions. Attention is drawn to the possibility of occurrence in the considered modes of motion of slow (relative to the rotation frequency) rotor oscillations with sufficiently large amplitudes. It is demonstrated that the vibrational capture mode has the property of self-regulation; allows to stabilize the rotation frequency of an unbalanced rotor during load oscillations. Attention is drawn to the fact that in this mode of motion, there is certainly a transfer of energy either from the source of vibration to the rotor, or vice versa. The Sommerfeld effect in an oscillatory system with an inertial vibration exciter is represented by vibration capture of rotation of the vibration exciter by resonant oscillations of the carrier body. The theoretical results are confirmed by numerical modelling.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

On the effect of vibrational capture of rotation of an unbalanced rotor

Yaroshevich¹,

Grabovets²,

Yaroshevich³

et al. 2023

Math. models, eng.

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…The idea behind parametrically excited systems is the use of large system responses near instabilities, e.g. see [6][7][8][9][10][11][12][13][14][15], among others. Within the huge range of nonlinear EH systems, there are some particular themes of note; natural single-potential nonlinearities (classical continuous nonlinear systems like the Van-der-Pol or Duffing oscillator, a pendulum, etc.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Post-grazing dynamics of a vibro-impacting energy generator

Serdukova,

Kuske,

Yurchenko

2020

Preprint

View full text Add to dashboard Cite

The motion of a forced vibro-impacting inclined energy harvester is investigated in parameter regimes with asymmetry in the number of impacts on the bottom and top of the device. This motion occurs beyond a grazing bifurcation, at which alternating top and bottom impacts are supplemented by a zero velocity impact with the bottom of the device. For periodic forcing, we obtain semi-analytical expressions for the asymmetric periodic motion with a ratio of 2:1 for the impacts on the device bottom and top, respectively. These expressions are derived via a set of nonlinear maps between different pairs of impacts, combined with impact conditions that provide jump discontinuities in the velocity. Bifurcation diagrams for the analytical solutions are complemented by a linear stability analysis around the 2:1 asymmetric periodic solutions, and are validated numerically. For smaller incline angles, a second grazing bifurcation is numerically detected, leading to a 3:1 asymmetry. For larger incline angles, period doubling bifurcations precede this bifurcation. The converted electrical energy per impact is reduced for the asymmetric motions, and therefore less desirable under this metric.

show abstract

“…Питанням практичного використання ефектів вібраційного захоплення, а також вібраційної підтримки обертання незрівноваженого ротора під дією коливань осі присвяченні статті [4][5][6][7]. У роботі [4] аналізуються можливі режими руху незрівноваженого ротора з автобалансуючим пристроєм.…”

unclassified

“…Проведено аналіз діапазонів стійкості всіх можливих режимів руху. У статті [5] було розроблено математичну модель та отримано чисельні результати динамічної поведінки маятника, який з'єднано з генератором постійного струму; при цьому, вісь маятник здійснювала вертикальні гармонічні коливання. Детально проаналізовано неідеальну взаємодію двигуна постійного струму з маятником.…”

unclassified

Особливості Динаміки Незрівноваженного Ротора З Вібруючою Віссю

Ярошевич,

Пуць,

Мартинюк

et al. 2024

Н.Н

View full text Add to dashboard Cite

Розглядаються стаціонарні (близько стаціонарні) режими обертання незрівноваженого ротора з частотою коливань осі. З позицій вібраційної механіки наводяться пояснення механізму вібраційного захоплення обертання незрівноваженого ротора; продемонстровано, що динамічний (вібраційний) момент, що виникає внаслідок коливань прагне синхронізувати коливальний і обертальний рухи. Показано, що при встановленні стаціонарного режиму обертання ротора можуть збуджуватися значні, відносно повільні коливання його швидкості. Теоретичні результати підтверджуються комп’ютерним моделюванням.

show abstract

Energy harvesting through pendulum motion and DC generators

Cited by 11 publications

References 22 publications

On the effect of vibrational capture of rotation of an unbalanced rotor

On the effect of vibrational capture of rotation of an unbalanced rotor

Post-grazing dynamics of a vibro-impacting energy generator

Особливості Динаміки Незрівноваженного Ротора З Вібруючою Віссю

Contact Info

Product

Resources

About