[发明专利]一种风力旋转式压电-电磁复合发电装置

说明书

本发明公布了一种风力旋转式压电‑电磁复合发电装置，涉及了压电‑电磁复合发电领域和新能源利用领域。它可以在低速风场下，利用风能和磁铁之间的磁力,使得压电片产生正压电效应，线圈切割磁感线，同时对外输出电压，解决低速风场下的发电效率低、能源利用率低的问题。本发明主要由扇叶、传动轴、陶瓷压电片、磁铁、线圈、弹簧、弹性支撑层组成。所述扇叶在风的作用下，使动磁铁与定磁铁之间的磁力作用呈周期性变化，刺激陶瓷压电片与线圈持续地作用。利用清洁能源（风能）为低能耗设备供电，可以有效避免环境污染、资源浪费等问题，并且本发明可以提高环境恶劣地区（丛林、山谷、山坡等）对低能耗电子产品的供电质量。

技术领域

本发明属于压电-电磁复合发电领域，具体涉及一种风力旋转式压电-电磁复合发电装置。

背景技术

随着机电产业的快速发展，微机电系统（MEMS）、低功耗嵌入式技术等无线传感器技术越来越趋向于集成化、智能化、微型化。因此，对其供能产业也提出了更高的需求，但是由于传统供能产业一直停滞不前，电池供电的缺点（容量小、寿命短、容易受环境限制、回收困难、易造成重金属污染）也慢慢显现出来，严重限制了无线传感技术的发展。利用清洁能源为低能耗电子设备供电成为了一个重要的研究方向。

利用自然界存在的能量（风能、太阳能、潮汐能、振动能等）转化成电能为设备进行供电，是一种比较理想的俘能方法，再结合一些智能材料（PZT、MFC等）可以设计出能量转化效率较高的俘能器。压电发电、电磁发电技术已经有很多研究，但是，如何提高发电效率、降低共振频带、改进宽频技术，还困扰着许多研究人员。对此，我们提出了一种风力旋转式压电-电磁复合发电装置。它可以利用风能，使得动磁铁与定磁铁之间的磁力作用呈周期性变化，刺激陶瓷压电片与线圈持续作用。利用清洁能源（风能）为低能耗设备供电，可以有效避免环境污染、资源浪费等问题，并且本发明可以提高环境恶劣地区（丛林、山谷、山坡等）对低能能耗电子产品的供电质量。

发明内容

为了解决低速风场下的发电效率低、能源利用率低以及恶劣环境供电难等问题，本发明提出了一种风力旋转式压电-电磁复合发电装置。

一种风力旋转式压电-电磁复合发电装置，包括扇叶（1）、防尘盖（2）、基座（3）、导向杆（4）、定子基座（5）、轴承（6）、弹簧（7）、线圈（8）、磁铁（9）、转子基座（10）、定位孔（11）、弹性支撑梁（13）、定子导向槽（15）、陶瓷压电片（17）、传动轴（18）、限位板（19）；所述磁铁（9）粘贴在弹性支撑梁（13）上，组成了弹性振子，共计6个，弹性振子圆周阵列在转子基座（10）上，构成了发电装置的转子（16）；所述磁铁（9）与陶瓷压电片（17）粘贴在弹性支撑梁（13）的一端，构成了压电振子，共计6个，压电振子圆周阵列在定子基座（5）上，定子基座（5）的底面固定着弹簧（7），构成了发电装置的定子（12）；所述线圈（8），总共6个，圆周阵列在基座（3）的内壁上，与内壁紧密粘贴在一起，构成了阵列线圈组（14）；所述转子（16）安装在传动轴（18）上，通过转子基座（10）上的定位孔（11）进行轴向定位；所述定子（12）套在传动轴（18）上，与传动轴是间隙配合，通过定子基座（5）上的导向杆（4）以及限位板（19）进行轴向定位和轴向限位，保证定子可以在轴上正常地做往复运动，并且定子（12）上的磁铁（9）与线圈（8）不会发生相对转动。

本发明的有益效果是：利用清洁能源（风能）为低能耗设备供电，可以有效避免环境污染、资源浪费等问题，并且可以提高环境恶劣地区（丛林、山谷、山坡等）对低能能耗电子产品的供电质量。本发明可以在低速风场下进行发电，增加了适用范围。

附图说明

图1为本发电装置的整体剖视图；

图2为本发电装置的定子立体图；

图3为本发电装置的传动轴；

图4为本发电装置的线圈阵列立体图；

图5为本发电装置的转子立体图。

具体实施方式