[實用新型]一種基于參數(shù)振動原理的風(fēng)能發(fā)電試驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821330327.5
• 申請日: 2018-08-17
• 公開（公告）號: CN208688773U
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何運成;劉珍;梁啟勝;傅繼陽;吳玖榮
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州大學(xué)
• 主分類號: G01M9/08
• 分類號: G01M9/08
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉;林梅繁

本實用新型屬于流體動能新能源發(fā)電領(lǐng)域，為一種基于參數(shù)振動原理的風(fēng)能發(fā)電試驗裝置，包括底座、支柱、試驗?zāi)Ｐ汀A持裝置和壓電片；底座上設(shè)置底座滑道，支柱設(shè)有兩根，每根支柱在底座上可沿底座滑道滑動，每根支柱與底座固定連接，每根支柱與底座的固定連接件設(shè)置在底座滑道上；夾持裝置將試驗?zāi)Ｐ蛫A緊后，與試驗?zāi)Ｐ鸵黄鸸潭ㄔ谥е?；試驗?zāi)Ｐ统时馄降臈U件結(jié)構(gòu)，壓電片貼在試驗?zāi)Ｐ蜕?。該裝置利用壓電片來進行風(fēng)能發(fā)電試驗，結(jié)構(gòu)簡單，方便調(diào)試，外形適用性好，能用于研究振動系統(tǒng)發(fā)生參數(shù)振動時對風(fēng)能發(fā)電效率的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于流體動能新能源發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及一種基于參數(shù)振動原理的風(fēng)能發(fā)電試驗裝置。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟和社會的快速發(fā)展，人類對能源的需求不斷增加，但隨著人們對化石燃料，煤炭能源的肆意開采，傳統(tǒng)能源逐漸消耗殆盡，而且傳統(tǒng)能源的使用造成的環(huán)境污染和溫室效應(yīng)等問題的嚴(yán)重性遠遠甚于能源缺乏的危機。所以在未來的發(fā)展計劃中，開發(fā)新型可再生能源便是全世界各個國家最重要的戰(zhàn)略方向。新型可再生能源有風(fēng)能、太陽能、光能等，而在這其中，對于風(fēng)能的開發(fā)應(yīng)用最為廣泛，風(fēng)能是可再生的清潔能源，具有儲量大、分布廣、綠色環(huán)保、可持續(xù)利用等優(yōu)點。

在風(fēng)工程領(lǐng)域，流場中結(jié)構(gòu)體的風(fēng)致振動的機理主要分為顫振、抖振、渦激振動和馳振 4類。壓電自發(fā)電技術(shù)是基于流體力學(xué)圓柱繞流渦激振動的驅(qū)動來產(chǎn)生機械能。渦激振動利用均勻流下圓柱渦脫落力誘發(fā)其共振的機理捕獲風(fēng)能，以此形成風(fēng)力驅(qū)動系統(tǒng)進行發(fā)電，是一種在低風(fēng)速情況下有較好的適應(yīng)性的發(fā)電方式。值得注意的是，當(dāng)漩渦脫落頻率與結(jié)構(gòu)自振頻率接近時，會發(fā)生結(jié)構(gòu)渦激振動，這是結(jié)構(gòu)風(fēng)致振動中最常見的一種現(xiàn)象。

申請人發(fā)現(xiàn)，大部分利用結(jié)構(gòu)體的風(fēng)致振動的機理實現(xiàn)機械能轉(zhuǎn)化為電能的研究中，并沒有考慮到參數(shù)振動對風(fēng)能發(fā)電效率的影響。參數(shù)振動是由振動系統(tǒng)隨時間變化的參數(shù)(剛度、阻尼、質(zhì)量或者質(zhì)量慣矩)激發(fā)的振動，它本質(zhì)上是一種非線性振動，當(dāng)系統(tǒng)參數(shù)按照一定規(guī)律變化時，任意微小的擾動就會使系統(tǒng)產(chǎn)生大幅度振動，系統(tǒng)參數(shù)振動的運動微分方程具有時變系數(shù)。按參數(shù)隨時間變化的規(guī)律來分類，參數(shù)振動就可分為確定性參數(shù)振動與隨機參數(shù)振動。事實上，由于外激勵(風(fēng)荷載)屬于隨機激勵，其大小也是不確定的，若當(dāng)激勵頻率與模型固有頻率成某階倍數(shù)關(guān)系時，結(jié)構(gòu)可能會發(fā)生參數(shù)振動現(xiàn)象。因而，本申請發(fā)明人鑒于此研究現(xiàn)象，設(shè)計一種試驗裝置，可用于去研究發(fā)生參數(shù)振動的振動系統(tǒng)，也可以結(jié)合風(fēng)能發(fā)電的機理，研究參數(shù)振動對風(fēng)能發(fā)電效率的影響。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，提高風(fēng)能發(fā)電的效率，本實用新型提出一種基于參數(shù)振動原理的風(fēng)能發(fā)電試驗裝置，該裝置利用壓電片來進行風(fēng)能發(fā)電試驗，結(jié)構(gòu)簡單，方便調(diào)試，外形適用性好，能用于研究振動系統(tǒng)參數(shù)振動對風(fēng)能發(fā)電效率的影響。

本實用新型采用如下技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種基于參數(shù)振動原理的風(fēng)能發(fā)電試驗裝置，包括底座、支柱、試驗?zāi)Ｐ?、夾持裝置和壓電片；底座上設(shè)置底座滑道，支柱設(shè)有兩根，每根支柱在底座上可沿底座滑道滑動，每根支柱與底座固定連接，每根支柱與底座的固定連接件設(shè)置在底座滑道上；夾持裝置將試驗?zāi)Ｐ蛫A緊后，與試驗?zāi)Ｐ鸵黄鸸潭ㄔ谥е?；試驗?zāi)Ｐ统时馄降臈U件結(jié)構(gòu)，壓電片貼在試驗?zāi)Ｐ蜕稀?/p>

優(yōu)選地，所述支柱上設(shè)有支柱滑道，夾持裝置可沿支柱滑道在支柱高度方向移動。所述支柱滑道為兩條，兩條支柱滑道之間為供試驗?zāi)Ｐ痛┻^的通孔。

優(yōu)選地，所述夾持裝置包括固定連接的兩塊鋼塊，試驗?zāi)Ｐ蛫A緊在兩塊鋼塊之間。

優(yōu)選地，所述試驗?zāi)Ｐ偷膬啥送瑫r通過夾持裝置固定在支柱上，壓電片貼于試驗?zāi)Ｐ偷膬啥烁课恢煤椭虚g位置；或者試驗?zāi)Ｐ偷囊欢送ㄟ^夾持裝置固定在支柱上，壓電片貼于試驗?zāi)Ｐ偷闹虚g位置。

優(yōu)選地，所述試驗?zāi)Ｐ蜕线€設(shè)有風(fēng)感應(yīng)塊，所述風(fēng)感應(yīng)塊在試驗?zāi)Ｐ途鄡啥酥е姆种惶幍奈恢蒙习惭b。

本實用新型設(shè)計的風(fēng)能發(fā)電試驗裝置，相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果：