[发明专利]用于风力发电机叶片监测系统的压电悬臂梁发电机

权利要求书

1.用于风力发电机叶片监测系统的压电悬臂梁发电机，其特征在于：左端盖和右端盖分别通过螺钉安装在壳体的两端，所述左端盖及右端盖底部内侧分别镶嵌有第一磁铁和轴套；在左端盖和壳体之间、以及右端盖和壳体之间压接有金属基板，所述金属基板与其两侧所粘接的压电晶片共同构成扇形悬臂梁压电振子，所述压电振子的自由端通过螺钉安装有第二磁铁，且所述第二磁铁与安装于左端盖及右端盖底部内侧第一磁铁的中心线重合；激励盘的转轴分别置于镶嵌在左端盖及右端盖底部内侧的轴套的孔内，所述转轴与轴套的内孔铰接；激励盘的盘体的外边缘上焊接有扇形环质量块，激励盘的盘体上还镶嵌有第三磁铁；所述第一磁铁、第二磁铁及第三磁铁的半径相同，所述各磁铁圆心距激励盘转轴轴心的距离相同；所述第一磁铁与第二磁铁之间、以及第二磁铁与第三磁铁之间相邻磁极的极性相同；位于左端盖与壳体之间和位于右端盖与壳体之间的两个横截面上且中心重合的两个压电振子上的第二磁铁的规格相同，位于同一个横截面上的两个圆周方向相邻的第二磁铁的规格不同，其中最大的第二磁铁质量为：最小的第二磁铁质量为：相邻两个第二磁铁的质量差为：其中，n_高和n_低分别为最高和最低转速，n₀为转盘上圆周方向均布的磁铁数，K为压电振子的刚度。

2.根据权利要求1所述的用于风力发电机叶片监测系统的压电悬臂梁发电机，其特征在于：所述质量块的重力G应满足：其中F_y第二磁铁和第三磁铁之间产生沿圆周方向的最大排斥力，R为第二磁铁及第三磁铁的中心到转轴中心的距离，η_n为安装在盘体一侧压电振子上的第二磁铁的数量n_a与安装在盘体上第三磁铁的数量n_b的最大公约数，Q<150°为扇形环质量块的中心角，R_G为质量块的质心到转轴中心的距离。

3.根据权利要求1所述的用于风力发电机叶片监测系统的压电悬臂梁发电机，其特征在于：所述第三磁铁的磁矩应为盘体上圆周方向两个相邻第三磁铁中心与转轴中心连线间的夹角Q₀应满足arccos(RrsinQ0)-Rr1-(RrsinQ0)2sinQ0=π(L-x)44(L+x)4[2xkπ3μ0m2+m1(l+x)4][2xkπ3μ0m2+m1(l-x)4],]]>其中：m₁、m₃分别为第一、第二及第三磁铁的磁矩，m₂为位于同一横截面上压电振子端部的质量最大的第二磁铁的磁矩，x为第二磁铁偏离原始位置的距离，l和L分别为第二磁铁与第一及第三磁铁间的轴向距离，r、R分别为磁铁的半径和磁铁中心距转轴中心的距离，μ₀为真空磁导率，k为压电振子的等效弯曲刚度。