[实用新型]一种风致磁力耦合压电发电装置

说明书

本实用新型公开了一种风致磁力耦合压电发电装置，包括叶轮、旋转轴、圆柱电刷、上端盖、电磁线圈、壳体、转动盘、弹性悬臂梁、压电陶瓷片、永磁铁块、下端盖、螺栓、螺母。叶轮与旋转轴的一端配合，旋转轴与转动盘配合，转动盘与压电双晶梁配合，弹性悬臂梁、压电陶瓷片、永磁铁块组成压电双晶梁，弹性悬臂梁的梁体上分别安装压电陶瓷片以及永磁铁块，壳体内侧设有圆周阵列的永磁铁块和电磁线圈，压电双晶梁的永磁铁块与壳体内侧的永磁铁块之间形成永磁吸引力。因此，本实用新型在旋转轴的旋转带动下，使压电双晶梁的永磁铁块旋转，切割磁感应线，并使得压电双晶梁振动发电，从而更加有效地利用到了旋转轴的转动能量。

技术领域

本实用新型属于风力发电领域，特别是一种风致磁力耦合压电发电装置。

背景技术

利用自然界的风能和水能等各种振动能量进行发电，为各种微系统供电，符合当今节能、环保、低碳的发展趋势。在各种能量采集方式中，使用压电材料进行能量收集更加适合于环境振动能的低频、随机变化特点。

近年来，随着无线传感网络技术日趋成熟及其在环境监测、大型建筑物及桥梁的健康监测、工业、军事及公共安全等领域应用普及，为其提供持续能源供应的微小型发电机的研究受到国内外学者的广泛关注。目前已提出的微小型发电机基本都是基于电磁原理和压电原理的，单一的压电发电装置通常会产生高电压和低电流，而单独的电磁发电装置会产生高电流和低电压。上述发电机装置的共同特点是都是利用一种发电方式进行发电，最大的弊端是发电量效果不佳。所以就有一些学者看是研究磁力耦合压电发电装置，此发电装置能够同时产生高电压和高电流。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种利用压电材料收集流体动能的高效、适用范围广的压电发电装置。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

一种风致磁力耦合压电发电装置，其特征在于，由叶轮、旋转轴、圆柱电刷、上端盖、电磁线圈、壳体、转动盘、弹性悬臂梁、压电陶瓷片、永磁铁块、下端盖、螺栓、螺母。

所述叶轮固定在旋转轴的一端；所述圆柱电刷固定在旋转轴上；所述圆柱电刷与上端盖配合；所述圆柱电刷上设有旋转接头；所述上端盖上设有四个螺栓孔，所述上端盖上设有电线孔；所述壳体上设有通孔，所述壳体上设有导线孔；压电双晶梁包括弹性悬臂梁、压电陶瓷片和永磁铁块；所述压电陶瓷片经不同的线路接到圆柱电刷；所述弹性悬臂梁两侧设有压电陶瓷片、永磁铁块；所述转动盘固定在旋转轴的另一端；所述弹性悬臂梁嵌入转动盘；所述壳体内侧设有电磁线圈和圆周阵列布置的永磁铁块；壳体、电磁线圈和永磁铁块组成中间组件。

所述下端盖上有螺纹孔，所述下端盖上有圆通孔；所述上端盖、壳体和下端盖由螺栓分别穿过上端盖的螺栓孔、壳体的通孔和下端盖的螺纹孔与螺母配合得以四周固定；所述上端盖上设有电线孔，壳体上设有导线孔，下端盖上设有圆通孔，用于引出连接电磁线圈的电线。

一种风致磁力耦合压电发电装置的工作方法：外界流体促使叶轮转动；所述叶轮转动带动旋转轴旋转；所述旋转轴转动，使得转动盘和压电双晶梁阵列绕着旋转轴轴心一起转动；所述壳体内侧有电磁线圈与圆周阵列布置的的永磁铁块；所述转动盘转动，使得压电双晶梁绕着旋转轴轴心转动，压电双晶梁的永磁铁块在电磁线圈内旋转，切割磁感应线，电磁线圈产生感应电流；所述电磁线圈连接导线经导线孔、电线孔和圆通孔，接到负载电阻上；所述转动盘转动，使得压电双晶梁绕着旋转轴轴心转动压电双晶梁的永磁铁块与壳体内侧的永磁铁块相互吸引，每个压电双晶梁的永磁铁块相互排斥，在永磁铁块的吸引力与排斥力的作用下，使得压电双晶梁振动；所述压电陶瓷片经不同的线路接到圆柱电刷。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点：

一、可以设计多个弹性悬臂梁，增加对应数量的压电陶瓷片，从而使得其变化范围大大增加，从而可以更好因地因时安装不同型号的该装置，因此实现高效率的发电。