一种风力带动的旋转式压电电磁混合发电机

摘要

本发明一种风力带动的旋转式压电电磁混合发电机属于新能源技术领域，涉及一种风力带动的旋转式压电电磁混合发电机，用于收集环境中的风能并将其转换为电能。该发电机由风能收集部件，压电发电部件，电磁发电部件以及整流电路组成。压电发电部件由压电双晶梁组件、主轴、压电双晶梁上的端部磁铁、固定激振磁铁的转盘、底座、固定压电双晶梁的夹具、电机支架、电机固定螺母、电机固定螺栓、转盘上的激振磁铁组成。本发明结构简单，造价便宜；适用于低速风能，可与传感器节点搭配使用，在理想情况下可以实现为传感器节点永久供电。本发明中利用磁铁之间的相互激振力使压电晶体产生振动，增强了抗疲劳损坏能力，优于接触式激振方式。

主权项

一种风力带动的旋转式压电电磁混合发电机，其特征在于：该发电机由风能收集部件，压电发电部件，电磁发电部件以及整流电路组成；所述风能收集部件由风扇头(1)、风扇叶(2)、主轴(3)、主轴固定支架(18)组成；风扇头(1)与主轴(3)之间采用键连接，主轴(3)通过主轴与主轴固定支架之间的右、左2个轴承轴承(17、17')固定在主轴固定支架(18)上；所述压电发电部件由压电双晶梁组件、主轴(3)、压电双晶梁上的端部磁铁(9)、固定激振磁铁的转盘(11)、底座(12)、固定压电双晶梁的夹具(14)、电机支架(15)、电机固定螺母(16)、电机固定螺栓(19)、转盘上的激振磁铁(20)组成；其中，压电双晶梁组件由压电双晶梁的金属中性层(10)和压电双晶梁的压电层(13)构成，并且两层压电晶体采用并联输出方式，转盘(11)与压电双晶梁的端部磁铁(9)正对，转盘(11)上激振磁铁(20)的个数与压电双晶梁的个数相同，压电双晶梁上的端部磁铁(9)与转盘(11)上的激振磁铁(20)在竖直方向上正对，电机支架(15)与底座(12)相连，电机主体通过固定螺栓(19)和固定螺母(16)与电机支架(15)相连，电机固定螺栓(19)和螺母(16)共4对，绕主轴成圆周阵列分布，压电双晶梁通过夹具(14)固定在电机主体上，夹具(14)通过上下两个加紧板在压电双晶梁金属中性层(10)上夹紧，在压电双晶梁压电层的上下表面引出上、下电极(f、f')以及金属中性层上引出(g)；所述电磁发电部件由主轴(3)、线圈圆盘固定螺母(4)、线圈圆盘支架(5)、线圈(6)、固定线圈的圆盘(7)、线圈圆盘固定螺栓(8)、压电双晶梁上的端部磁铁(9)、固定激振磁铁的转盘(11)、底座(12)、转盘上的激振磁铁(20)组成；其中，主轴(3)与固定线圈的圆盘(7)之间采用键连接，主轴(3)与固定激振磁铁(20)的转盘(11)之间采用键连接，线圈(6)通过粘接固定在圆盘(7)的凹槽中，并围绕主轴(3)呈圆周阵列分布，线圈(6)的数目与转盘(11)上的激振磁铁(20)数目相同，并与激振磁铁(20)和压电双晶梁上的端部磁铁(9)外侧面正对，圆盘(7)通过支架(5)与底座(12)连接，而圆盘通过固定螺母(4)与固定螺栓(8)与支架(5)相连，线圈圆盘固定螺栓(8)和螺母(4)共4对，绕主轴成圆周阵列分布，在线圈两端的导线处分别引出第一、第二电极(d、e)；所述整流电路为后续收集电能的电路，压电电磁产生的交流电经过整流电路变成直流电，其中，压电发电部分和电磁发电部分各自接标准整流电路，压电发电部分产生的电能收集在电容C₁、电阻R₁两端，电磁发电产生的电能收集在电容C₂、电阻R₂两端。