CN102035347A - 大型桥梁振幅位移发电装置及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于桥梁工程和机电技术领域，具体涉及一种大型桥梁振幅位移发电装置及应用。本发明的大型桥梁振幅位移发电装置，包括安装于大型桥梁主梁靠近跨中位置的梁底上的大型磁铁，建于河床上与磁铁相对应位置的小塔顶部的多匝闭合线圈，多匝闭合线圈依次连接有恒幅整流装置、蓄电池和逆变器。本发明所发的电力可以并入电网外，还可用来在夜间为桥梁照明，在冰冻天为结冰的桥面加热除冰，确保桥面行车安全。
Description
技术领域
本发明属于桥梁工程和机电技术领域，具体涉及一种大型桥梁振幅位移发电装置及应用。
背景技术
至2009年底，我国公路桥梁达到53.36万座，2039.91万延米。其中，特大桥为1036座，171.45万延米；大桥为30982座，638.58万延米；中桥为12.11万座，607.30万延米；小桥为38.05万座，622.57万延米。特大桥的单孔跨径大于150米，大桥的单孔跨径为40—150米，中桥的单孔跨径为20—40米，按照有关规定，各类桥梁的跨中挠度为其跨径的1/600—1/250不等，桥梁的挠度在80—500mm之间。当汽车通过桥梁时，其静挠度 
和动挠度
如图1所示。因此，桥梁在移动荷载作用下产生的动挠度比在静荷载作用下的挠度大，用动力系数
表示。此时桥梁的振幅位移
。如何有效利用汽车通过桥梁时产生的振幅位移，并将之转化为电能，将具有显著的社会经济和环境效益。
根据电磁学原理，如图2所示，把线圈的两端和一电流计G连成一个闭合回路，若将一磁铁插入线圈或从线圈中抽出，即两者发生相对运动时，电流计的指针将发生偏转。电流计的指针偏转方向与线圈、磁铁两者相对运动的方向有关。因此，当通过一个闭合导电回路所围面积的磁通量发生变化时，不管这种变化是由于什么原因引起的，回路中将有电流产生。
发明内容
本发明的第一个目的在于利用上述原理，提供一种利用桥面行车引起桥梁动态振幅位移的发电装置。
本发明的第一个目的是通过如下的技术方案来实现的：该大型桥梁振幅位移发电装置，它包括安装于大型桥梁主梁靠近跨中位置的梁底上的大型磁铁，建于河床上与磁铁相对应位置的小塔顶部的多匝闭合线圈，多匝闭合线圈依次连接有恒幅整流装置、蓄电池和逆变器。
本发明的第二个目的是提供一种如上所述的大型桥梁振幅位移发电装置的应用，即将逆变器的输出端并入电网。
本发明的第三个目的是提供又一种如上所述的大型桥梁振幅位移发电装置的应用，即将逆变器的输出端连接到电灯照明系统，用于桥面夜间照明。
本发明的第四个目的是提供再一种如上所述的大型桥梁振幅位移发电装置的应用，即将逆变器的输出端连接到电热棒，用于桥面结冰时的加热除冰。
本发明采用了汽车运动引起桥梁跨中动态振动挠度进行位移发电，可以有效地利用汽车在桥梁上行进时，桥梁的振幅位移带动磁极与固定于塔架上的闭合线路作相对运动，将振荡力转换为电能形式；并且，通过加装磁力发电机后，磁极受到的阻力可减少桥梁的位移幅度，有利于桥面行车的平顺性；所发的电力除并入电网外，还可用来在夜间为桥梁照明，在冰冻天为结冰的桥面加热除冰，确保桥面行车安全。
附图说明
图1是桥梁上受移动荷载的变位图。
图2是磁铁与线圈做相对运动时的实验示意图。
图3是本发明实施例的原理结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
参见图3，本实施例中，将大型磁铁固定于大型桥梁主梁靠近跨中位置的梁底上，将多匝闭合线圈固定于位于河床上的可移拆小塔塔顶，当桥梁上有汽车通过时，桥梁的振幅挠度带动磁铁与闭合线圈作相对运动，将震荡力转化为电能。与多匝闭合线圈连接的恒幅整流装置利用变速恒幅技术将振荡力转化成的交变电流整流成幅值确定的直流电。恒幅整流装置的输出端连接到蓄电池上，这样，便利用蓄电池将间歇运动发电而得到的电能集中起来，再通过与蓄电池连接的逆变器转换后，形成可以利用的电能形式。
本发明所产生的电能可以并入电网，也可以平时夜间用于桥面照明，也可以冰冻天用于为结冰的桥面加热除冰，确保行车安全并延长桥梁的使用寿命。
Claims (4)
1.一种大型桥梁振幅位移发电装置，其特征在于：它包括安装于大型桥梁主梁靠近跨中位置的梁底上的大型磁铁，建于河床上与磁铁相对应位置的小塔顶部的多匝闭合线圈，多匝闭合线圈依次连接有恒幅整流装置、蓄电池和逆变器。
2.一种如权利要求1所述的大型桥梁振幅位移发电装置的应用，其特征在于：将逆变器的输出端并入电网。
3.一种如权利要求1所述的大型桥梁振幅位移发电装置的应用，其特征在于：将逆变器的输出端连接到电灯照明系统，用于桥面夜间照明。
4.一种如权利要求1所述的大型桥梁振幅位移发电装置的应用，其特征在于：将逆变器的输出端连接到电热棒，用于桥面结冰时的加热除冰。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201010612560 CN102035347A (zh) | 2010-12-29 | 2010-12-29 | 大型桥梁振幅位移发电装置及应用 |
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| CN 201010612560 CN102035347A (zh) | 2010-12-29 | 2010-12-29 | 大型桥梁振幅位移发电装置及应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102035347A true CN102035347A (zh) | 2011-04-27 |
Family
ID=43887825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN 201010612560 Pending CN102035347A (zh) | 2010-12-29 | 2010-12-29 | 大型桥梁振幅位移发电装置及应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102035347A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113252160A (zh) * | 2021-05-11 | 2021-08-13 | 吴琼 | 一种大跨度桥梁的振动数据采集与电量转换方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2836332Y (zh) * | 2005-01-14 | 2006-11-08 | 牟瑛 | 震动发电装置 |
| CN101813285A (zh) * | 2010-04-15 | 2010-08-25 | 南昌航空大学 | 大桥减振发电照明装置 |
| CN201904711U (zh) * | 2010-12-29 | 2011-07-20 | 湖南工程学院 | 大型桥梁振幅位移发电装置 |
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2010
- 2010-12-29 CN CN 201010612560 patent/CN102035347A/zh active Pending
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Application publication date: 20110427 |