[實用新型]一種風致磁力耦合壓電發電裝置

有效

• 申請號: 201920041826.0
• 申請日: 2019-01-11
• 公開（公告）號: CN209267477U
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 何麗鵬;王哲;黃勇;趙達;吳曉強
• 申請（專利權）人: 長春工業大學
• 主分類號: H02N2/18
• 分類號: H02N2/18;H02K35/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種風致磁力耦合壓電發電裝置，包括葉輪、旋轉軸、圓柱電刷、上端蓋、電磁線圈、殼體、轉動盤、彈性懸臂梁、壓電陶瓷片、永磁鐵塊、下端蓋、螺栓、螺母。葉輪與旋轉軸的一端配合，旋轉軸與轉動盤配合，轉動盤與壓電雙晶梁配合，彈性懸臂梁、壓電陶瓷片、永磁鐵塊組成壓電雙晶梁，彈性懸臂梁的梁體上分別安裝壓電陶瓷片以及永磁鐵塊，殼體內側設有圓周陣列的永磁鐵塊和電磁線圈，壓電雙晶梁的永磁鐵塊與殼體內側的永磁鐵塊之間形成永磁吸引力。因此，本實用新型在旋轉軸的旋轉帶動下，使壓電雙晶梁的永磁鐵塊旋轉，切割磁感應線，并使得壓電雙晶梁振動發電，從而更加有效地利用到了旋轉軸的轉動能量。

技術領域

本實用新型屬于風力發電領域，特別是一種風致磁力耦合壓電發電裝置。

背景技術

利用自然界的風能和水能等各種振動能量進行發電，為各種微系統供電，符合當今節能、環保、低碳的發展趨勢。在各種能量采集方式中，使用壓電材料進行能量收集更加適合于環境振動能的低頻、隨機變化特點。

近年來，隨著無線傳感網絡技術日趨成熟及其在環境監測、大型建筑物及橋梁的健康監測、工業、軍事及公共安全等領域應用普及，為其提供持續能源供應的微小型發電機的研究受到國內外學者的廣泛關注。目前已提出的微小型發電機基本都是基于電磁原理和壓電原理的，單一的壓電發電裝置通常會產生高電壓和低電流，而單獨的電磁發電裝置會產生高電流和低電壓。上述發電機裝置的共同特點是都是利用一種發電方式進行發電，最大的弊端是發電量效果不佳。所以就有一些學者看是研究磁力耦合壓電發電裝置，此發電裝置能夠同時產生高電壓和高電流。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種利用壓電材料收集流體動能的高效、適用范圍廣的壓電發電裝置。

本實用新型的目的可通過下列技術方案來實現：

一種風致磁力耦合壓電發電裝置，其特征在于，由葉輪、旋轉軸、圓柱電刷、上端蓋、電磁線圈、殼體、轉動盤、彈性懸臂梁、壓電陶瓷片、永磁鐵塊、下端蓋、螺栓、螺母。

所述葉輪固定在旋轉軸的一端；所述圓柱電刷固定在旋轉軸上；所述圓柱電刷與上端蓋配合；所述圓柱電刷上設有旋轉接頭；所述上端蓋上設有四個螺栓孔，所述上端蓋上設有電線孔；所述殼體上設有通孔，所述殼體上設有導線孔；壓電雙晶梁包括彈性懸臂梁、壓電陶瓷片和永磁鐵塊；所述壓電陶瓷片經不同的線路接到圓柱電刷；所述彈性懸臂梁兩側設有壓電陶瓷片、永磁鐵塊；所述轉動盤固定在旋轉軸的另一端；所述彈性懸臂梁嵌入轉動盤；所述殼體內側設有電磁線圈和圓周陣列布置的永磁鐵塊；殼體、電磁線圈和永磁鐵塊組成中間組件。

所述下端蓋上有螺紋孔，所述下端蓋上有圓通孔；所述上端蓋、殼體和下端蓋由螺栓分別穿過上端蓋的螺栓孔、殼體的通孔和下端蓋的螺紋孔與螺母配合得以四周固定；所述上端蓋上設有電線孔，殼體上設有導線孔，下端蓋上設有圓通孔，用于引出連接電磁線圈的電線。

一種風致磁力耦合壓電發電裝置的工作方法：外界流體促使葉輪轉動；所述葉輪轉動帶動旋轉軸旋轉；所述旋轉軸轉動，使得轉動盤和壓電雙晶梁陣列繞著旋轉軸軸心一起轉動；所述殼體內側有電磁線圈與圓周陣列布置的的永磁鐵塊；所述轉動盤轉動，使得壓電雙晶梁繞著旋轉軸軸心轉動，壓電雙晶梁的永磁鐵塊在電磁線圈內旋轉，切割磁感應線，電磁線圈產生感應電流；所述電磁線圈連接導線經導線孔、電線孔和圓通孔，接到負載電阻上；所述轉動盤轉動，使得壓電雙晶梁繞著旋轉軸軸心轉動壓電雙晶梁的永磁鐵塊與殼體內側的永磁鐵塊相互吸引，每個壓電雙晶梁的永磁鐵塊相互排斥，在永磁鐵塊的吸引力與排斥力的作用下，使得壓電雙晶梁振動；所述壓電陶瓷片經不同的線路接到圓柱電刷。

本實用新型與現有技術相比，其顯著優點：

一、可以設計多個彈性懸臂梁，增加對應數量的壓電陶瓷片，從而使得其變化范圍大大增加，從而可以更好因地因時安裝不同型號的該裝置，因此實現高效率的發電。