[發(fā)明專利]一種懸垂式旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011274376.3
• 申請(qǐng)日: 2020-11-15
• 公開（公告）號(hào): CN112332702B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣永華;柴君凌;劉盼盼;賴德章;祝孟松;王淑云;闞君武;曾平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江師范大學(xué)
• 主分類號(hào): H02N2/18
• 分類號(hào): H02N2/18;F03D9/25;F03D80/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種懸垂式旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)，屬壓電發(fā)電領(lǐng)域。懸臂軸上從左到右依次設(shè)有左半軸、右半軸和法蘭，法蘭裝在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片上，葉片裝在發(fā)電機(jī)主軸上；主體上設(shè)有體腔，體腔的側(cè)壁經(jīng)軸承裝在右半軸上，側(cè)壁上裝有電路板；體腔的筒壁外側(cè)設(shè)有慣性塊、端部裝有端蓋，端蓋將定圈壓接在體腔內(nèi)，左右半軸平行，左半軸上套有動(dòng)圈，動(dòng)圈上設(shè)有帶動(dòng)圈槽的動(dòng)圈孔，定圈上設(shè)有帶定圈槽的定圈孔；定動(dòng)圈及定動(dòng)圈孔的中心共線時(shí)動(dòng)定圈槽的側(cè)壁延長(zhǎng)線與同心線的交點(diǎn)分別位于動(dòng)定圈孔的內(nèi)圓周上，動(dòng)定圈槽位于同心線的同側(cè)；壓電振子的一端頂靠在定圈孔的內(nèi)壁上、另一端頂靠在動(dòng)圈孔的內(nèi)壁上；工作時(shí)左半軸經(jīng)滾動(dòng)體及動(dòng)圈迫使壓電振子產(chǎn)生往復(fù)彎曲變形發(fā)電。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于新能源和發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種懸垂式旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)，用于大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片監(jiān)測(cè)系統(tǒng)供電。

背景技術(shù)

葉片是風(fēng)力發(fā)電機(jī)接收風(fēng)能并將其轉(zhuǎn)換成動(dòng)能的關(guān)鍵部件，決定了發(fā)電機(jī)的可靠性及使用壽命。因葉片通常工作在惡劣的環(huán)境下，且自身結(jié)構(gòu)尺度、重量及工作載荷等都很大，除因受雷擊和地震等不可抗拒自然災(zāi)害損毀外，自然腐蝕、磨損及疲勞應(yīng)力等造成的葉片損傷也不可避免。實(shí)踐表明，風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行過程中所發(fā)生事故的三分之一是因葉片損傷所引起的，故風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的健康監(jiān)測(cè)勢(shì)在必行。隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片長(zhǎng)度以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)總體數(shù)量的日益增加，以往依靠人工定期檢查并加以維護(hù)的方法已無法滿足生產(chǎn)需求。因此，人們提出了多種形式的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法以及相應(yīng)的供電裝置,但因現(xiàn)有供電裝置可靠性、發(fā)電量及電磁兼容性等相關(guān)要素的制約，風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)尚未得到廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種懸垂式旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)，本發(fā)明采用的實(shí)施方案是：由主體、端蓋、懸臂軸、壓電振子、定圈、動(dòng)圈、滾動(dòng)體、卡簧、軸承、軸承蓋、傳感器及電路板構(gòu)成。懸臂軸上從左到右依次設(shè)有左半軸、右半軸和法蘭，法蘭經(jīng)螺釘安裝在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片上，葉片安裝在發(fā)電機(jī)主軸上；左右半軸平行但不同軸，主體上設(shè)有體腔，體腔的側(cè)壁經(jīng)軸承、卡簧及軸承蓋安裝在右半軸上，側(cè)壁上安裝有電路板和傳感器；左半軸置于體腔內(nèi)，左半軸上經(jīng)滾動(dòng)體套有動(dòng)圈，滾動(dòng)體為滾珠或滾柱，動(dòng)圈上均布地設(shè)有帶動(dòng)圈槽的動(dòng)圈孔，動(dòng)圈槽位于動(dòng)圈的外緣上；體腔的筒壁外側(cè)底部設(shè)有慣性塊，筒壁端部經(jīng)螺釘裝有端蓋，端蓋的止口將定圈壓接在體腔內(nèi)；定圈上均布地設(shè)有帶定圈槽的定圈孔，定圈槽位于定圈的內(nèi)緣上；定圈、定圈孔、動(dòng)圈及動(dòng)圈孔的中心共線、即其中心均位于同心線上時(shí)，動(dòng)圈槽和定圈槽的側(cè)壁延長(zhǎng)線與同心線的交點(diǎn)分別位于動(dòng)圈孔和定圈孔的內(nèi)圓周上，動(dòng)圈槽和定圈槽位于同心線的同側(cè)，即動(dòng)圈槽的兩個(gè)側(cè)壁和定圈槽的兩個(gè)側(cè)壁都位于同心線的同側(cè)，與同心線相鄰的定圈槽和動(dòng)圈槽的側(cè)壁分別稱定圈槽內(nèi)壁和動(dòng)圈槽內(nèi)壁；同心線與動(dòng)圈槽內(nèi)壁和定圈槽內(nèi)壁間的夾角分別為動(dòng)圈傾角和定圈傾角，動(dòng)圈傾角和定圈傾角均大于零；壓電振子由等厚的基板與其一側(cè)所粘接的壓電片構(gòu)成，壓電振子的一端穿過定圈槽后頂靠在定圈孔的內(nèi)壁上、另一端穿過動(dòng)圈槽后頂靠在動(dòng)圈孔的內(nèi)壁上，壓電片靠近同心線，壓電振子和傳感器經(jīng)不同的導(dǎo)線組與電路板相連。

工作時(shí)，即當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片帶動(dòng)懸臂軸隨發(fā)電機(jī)主軸Z轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，主體及安裝在體腔內(nèi)部的壓電振子在慣性塊的慣性力作用與懸臂軸相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，即主體及壓電振子不隨懸臂軸轉(zhuǎn)動(dòng)；另一方面，懸臂軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)左半軸線相對(duì)右半軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，左半軸經(jīng)滾動(dòng)體及動(dòng)圈迫使壓電振子產(chǎn)生往復(fù)彎曲變形并將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，所生成的電能經(jīng)電路板上的轉(zhuǎn)換電路處理后存儲(chǔ)起來或供給傳感器，傳感器實(shí)時(shí)地獲得相關(guān)系統(tǒng)參數(shù)后再經(jīng)電路板上的發(fā)射單元發(fā)射出去。