一种基于驻极体静电式风致MEMS发电机及其发电方法

摘要

本发明公开了一种基于驻极体静电式风致MEMS发电机及其发电方法。本发明采用在叶片转子组件和定子组件相对的表面设置扇形的金属电极，并且在定子组件相间隔的金属电极上设置驻极体，从而形成电容并产生感应电荷；叶片转动时，金属电极间正对面积发生周期性变化，造成电容值周期性的改变，金属电极间的感应电荷因此发生周期性变化，向电源管理电路输出交变的电流。本发明启动风速可低至0.5m/s，1～5m/s风速下的发电功率在0.05～5mW/cm³范围内，在目前微风力MEMS发电技术中展现了超低风速启动和高发电密度的特性,同时具有尺寸和体积小，轻质、高集成度等优点，可广泛应用于物联网中的各类无线传感网络节点的供电。

主权项

一种基于驻极体静电式风致MEMS发电机，其特征在于，所述发电机包括：发电机外壳、定子组件、叶片转子组件、中心轴和电源管理电路；其中，定子组件、叶片转子组件、中心轴和电源管理电路安装在筒状的发电机外壳内；所述定子组件固定在发电机外壳的底部，中心设置中心轴；所述叶片转子组件的中心通过轴承和轴套安装在中心轴上，并绕中心轴转动；所述定子组件包括定子基板、定子金属电极和驻极体，定子基板具有成辐射状的2N个扇形的栅格，在定子基板上与叶片转子组件相对的表面设置有与其同形的2N个扇形的定子金属电极，N个间隔的定子金属电极上设置有驻极体，分别形成扇形叉指电极和扇形叉指驻极体；所述叶片转子组件包括转子基板、叶片和转子金属电极，叶片刚性固连在转子基板上与定子组件背对的表面上，转子基板具有成辐射状的N个扇形的栅格，在转子基板上与定子组件相对的表面设置有与其同形的N个扇形的转子金属电极；N个转子金属电极由导线电学连接，通过转子基板中心的中心轴连接至电源管理电路的一个输入端；N个未设置驻极体的定子金属电极由导线电学连接至电源管理电路的另一个输入端；所述发电机外壳上设置有外部接口，导线通过外部接口将电源管理电路的输出端口连接至外电路。