[發明專利]一種旋轉壓電能量收集裝置

在審

• 申請號: 201410171747.3
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN103973161A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 王世宇;趙志福;謝幫;王堯堯;張東升
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 溫國林

1.一種旋轉壓電能量收集裝置，包括：定子和轉子兩部分，其特征在于，所述定子內側安裝多個壓電組件，所述壓電組件由定子磁鋼、壓電片和絕緣片組成；所述轉子外側安裝多個轉子磁鋼。

2.根據權利要求1所述的一種旋轉壓電能量收集裝置，其特征在于，

所述定子磁鋼極性相同，相鄰的所述轉子磁鋼極性相反；或，

相鄰的所述定子磁鋼極性相反，所述轉子磁鋼極性相同；或，

所述定子磁鋼與所述轉子磁鋼均采用相鄰反極性設置。

3.根據權利要求1所述的一種旋轉壓電能量收集裝置，其特征在于，所述定子和所述轉子采用相同或不同的磁鋼數量和周向長度。

4.根據權利要求1所述的一種旋轉壓電能量收集裝置，其特征在于，所述壓電組件的工作模式為d33和/或d31，在永磁激勵作用下，所述壓電組件產生沿定子徑向的伸縮變形，或產生徑向伸縮和繞電機軸線的彎曲變形。

5.根據權利要求1所述的一種旋轉壓電能量收集裝置，其特征在于，所述定子采用分段均勻或非均勻錯位，以抑制剛體振動和噪聲，同時改善發電質量。

6.根據權利要求1所述的一種旋轉壓電能量收集裝置，其特征在于所述裝置采用壓電堆構型，所述壓電堆沿周向分組對稱、等間隔均勻或徑向對稱分布。

7.根據權利要求1所述的一種旋轉壓電能量收集裝置，其特征在于，所述壓電組件沿周向分組對稱時，通過調整所述壓電組件的分組數和位置角，改變振動和電壓輸出特性。

8.根據權利要求1所述的一種旋轉壓電能量收集裝置，其特征在于，所述壓電組件沿周向均布時，振動和電壓輸出規律為：

若lN_m＝qP，則激起扭轉振動和呼吸振動模式，同時激起諧波電壓；

若lN_m＝qP±1，則激起平移振動和qP±1波數的柔體振動，同時抑制諧波電壓；

若為其它情形，則抑制扭轉和平移振動，激起其它波數的柔體振動，同時抑制諧波電壓；

其中，N_m為轉子磁鋼數量，P為定子磁鋼的分組數，l為諧波響應的階數，q為非零整數。

9.根據權利要求1所述的一種旋轉壓電能量收集裝置，其特征在于，所述壓電組件徑向對稱分布，振動和電壓輸出規律為：

若lN_m為奇數，則抑制扭轉振動，同時抑制諧波電壓；

若lN_m為偶數，則激起扭轉振動，同時激起諧波電壓；

其中，N_m為轉子磁鋼數量，l為諧波響應的階數。

10.根據權利要求1所述的一種旋轉壓電能量收集裝置，其特征在于，所述定子為筒形定子或離散的壓電堆，所述轉子為筒形轉子，

所述壓電堆沿所述筒形轉子周向等間隔或分組對稱分布，所述壓電堆內安裝彈簧和質量塊。