CN204190648U - 风磁压电发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及发电装置领域内的一种风磁压电发电装置，包括叶轮，所述叶轮安装在旋转轴上，旋转轴可转动地支承在支架板上，所述支架板连接在底座上，所述旋转轴外周径向伸出若干悬臂，悬臂自由端设有动磁铁，支架板上与动磁铁位置相对应设有定磁铁，所述悬臂上设有一段柔性段，所述柔性段上设有压电片，压电片的电极面通过导线连接储电装置。该装置利用风力和磁力，可以强迫压电片不断产生交替地弯曲变形，产生电能，克服了传统的压电发电装置发电量小，转换效率低，无法产生持续稳定电能的缺点，该装置可以有效地为野外那些分散、孤僻的微功耗电子元器件提供电能，具有结构简单、制作成本低、转换效率高、绿色环保等优点。

Description

风磁压电发电装置

技术领域

     本实用新型涉及一种发电装置，尤其涉及一种压电发电装置，属于新能源开发技术领域。

背景技术

风能是太阳能的一种转化形式，是取之不尽、用之不竭的绿色可再生能源。在风能转换为电能的过程中，不产生任何有害气体和废料，不污染环境。风能发展潜力巨大，前景广阔。然而，目前风力发电装置，一般包括叶轮，所述叶轮安装在旋转轴上，旋转轴可转动地支承在壳体内，所述壳体连接在底座上，壳体内设有定子，旋转轴上设有转子，通过定子和转子之间切割磁力线的相对转动，产生电流，收集该电流可给外负载供电，该装置其结构复杂、体积庞大，造价及安装成本较高，且噪音很大。

压电陶瓷具有将机械能转换为电能的特性，利用其正压电效应可以实现机械能向电能的转换。现有技术中，还没有一种风力压电发电装置能够将风能转化为持续稳定的电能。 

实用新型内容

针对以上背景技术中所提出的不足，本实用新型提供一种风磁压电发电装置，可利用风力和磁力将风能转化为电能，大大提高了能量转换效率，克服了压电发电量小、转换效率低的缺点。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种风磁压电发电装置，包括叶轮，所述叶轮安装在旋转轴上，旋转轴可转动地支承在支架板上，所述支架板连接在底座上，所述旋转轴外周伸出若干悬臂，悬臂自由端设有动磁铁，支架板上与动磁铁位置相对应设有定磁铁，所述悬臂上设有一段柔性段，所述柔性段上设有压电片，压电片的电极面通过导线连接储电装置。

本实用新型工作时，风吹动叶轮，旋转轴带动悬臂转动，悬臂端部的动磁铁经过支架板上的相应定磁铁时，两者之间相互作用，使悬臂在柔性段产生弯曲，相应地使得贴覆其上的压电片也产生变形，进而压电发电，产生电能，并经储电装置储电；当动磁铁继续转动离开定磁铁的作用区域时，离心力使悬臂复位；旋转轴周而复始转动时，压电片周期性将机械能转换成电能。该装置结构新颖， 解决了目前靠叶轮带动发电机发电的缺陷及转换效率低、体积庞大、不能产生持续稳定电能的缺陷。此风磁压电发电装置利用风力和磁力，可以强迫多个悬臂不断产生交替地弯曲变形，克服了传统的压电发电装置发电量小，转换效率低，无法产生持续稳定电能的缺点，该装置可以有效地为野外那些分散、孤僻的微功耗电子元器件提供电能，具有结构简单、制作成本低、转换效率高、绿色环保等优点。

为保证旋转轴和悬臂支撑稳定，所述支架板平行设置有两块，定磁铁设置在至少一块支架板上。其进一步改进在于叶轮在旋转轴的两端各设有一个，可具有两个迎风面，提高了风能利用效率。

作为本实用新型的进一步改进，所述旋转轴外周均匀布置三个悬臂，所述压电片通过导电胶层粘贴在悬臂上柔性段表面两侧。相应地，所述两块支架板的相向面上均设有定磁铁，同一支架板上的定磁铁以旋转轴为回转中心间隔120°角设置，不同支架板上的相应定磁铁之间以旋转轴为回转中心间隔60°角设置。该方案可保证悬臂往复振荡，在周向方向上受力均衡。通过将所述动磁铁和定磁铁相向一侧的磁极设置成相同磁极。可保证悬臂产生持续的往复振荡.此外，动磁铁与定磁铁相向面极性可相同，即同为S极或N极，彼此间产生斥力，工作更可靠。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的A—A向局部结构示意图。

图中，1叶轮，2支架板，3定磁铁，4动磁铁，5悬臂，6压电片，7旋转轴，8轴承，9底座，10柔性段。

具体实施方式

如图1所示，为一种风磁压电发电装置，其结构主要包括有叶轮1、支架板2、定磁铁3、动磁铁4、悬臂5、压电片6、旋转轴7、轴承8和底座9，叶轮1有两个，分别连接在旋转轴7两端，旋转轴7通过轴承8可转动地支承在支架板2上，支架板2平行设置有两块，支架板2固定在底座9上；旋转轴7外周沿径向伸出三个悬臂5，每个悬臂5上设有一段柔性段10，该柔性段保证在悬臂5受力时，柔性段先出现挠曲变形，因此，柔性段可以是橡胶材料制成，也可以是弹性金属片，柔性段10两侧设有压电片6，压电片6通过导电胶层粘贴在柔性段表面，每个压电片6的电极面通过导线连接到储电装置，由于旋转轴7工作时处于旋转状态，因此，导线引出时，为保持电连接，可采用碳刷装置将电引出，利用碳刷装置将电输出是现有技术中的常规技术手段，因此，本装置中不予赘述。悬臂5自由端设有动磁铁4，支架板2上与动磁铁4位置相对应设有定磁铁3，两块支架板2的相向面上均设有定磁铁3，同一支架板上的定磁铁3以旋转轴为回转中心间隔120°角设置，不同支架板上的相应定磁铁之间以旋转轴为回转中心间隔60°角设置，动磁铁4和定磁铁3相向一侧的磁极相同，同为S极或N极。

工作时，在风的吹动下，旋转轴7两端的叶轮1开始转动，叶轮1的转动带动旋转轴7及其上的悬臂5也一起跟着转动起来，当悬臂5自由端上的动磁铁4与支架板2上的定磁铁3相对时，两块同名磁铁产生相斥的磁力，又由于两块支架板2上的定磁铁3是沿圆周方向错开布置的，所以在叶轮1转动过程中，悬臂5将不断产生交替地弯曲变形，进而使得粘贴在柔性段上的压电片6也产生周期性形变，由于正压电效应，压电片6表面将产生持续稳定的电能，最后将所有压电片6上的电极面，通过导线连接至储电装置，供负载使用。

本实用新型并不局限于上述实施例，比如在旋转轴上设置多个悬臂压电振子，在悬臂的柔性段表面粘贴多个压电片，支架板上布置多个定磁铁，或者设置更多悬臂，都是是可以的。在本实用新型公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种风磁压电发电装置，包括叶轮，所述叶轮安装在旋转轴上，旋转轴可转动地支承在支架板上，所述支架板连接在底座上，其特征在于：所述旋转轴外周径向伸出若干悬臂，悬臂自由端设有动磁铁，支架板上与动磁铁位置相对应设有定磁铁，所述悬臂上设有一段柔性段，所述柔性段上设有压电片，压电片的电极面通过导线连接储电装置。

2.根据权利要求1所述的风磁压电发电装置，其特征在于：所述支架板平行设置有两块，定磁铁设置在至少一块支架板上。

3.根据权利要求2所述的风磁压电发电装置，其特征在于：叶轮在旋转轴的两端各设有一个。

4.根据权利要求2所述的风磁压电发电装置，其特征在于：所述旋转轴外周均匀布置三个悬臂，所述压电片通过导电胶层粘贴在悬臂上柔性段表面两侧。

5.根据权利要求4所述的风磁压电发电装置，其特征在于：所述两块支架板的相向面上均设有定磁铁，同一支架板上的定磁铁以旋转轴为回转中心间隔120°角设置，不同支架板上的相应定磁铁之间以旋转轴为回转中心间隔60°角设置。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的风磁压电发电装置，其特征在于：所述动磁铁和定磁铁相向一侧的磁极相同。