一种磁体激励的压电风力发电装置的制作方法

本实用新型涉及压电发电在风能采集的应用，具体涉及一种磁体激励的压电风力发电装置，属于新能源领域。

背景技术：

随着全球愈加关注气候变化和人类可持续发展，可再生能源在电力行业的使用也越来越广泛。全球拥有丰富的风能资源，大规模开发利用的潜力巨大。因此风能越来越受到世界各国的高度重视，并在各国的共同努力下成为当前世界范围内发展速度最快的可再生能源之一。我国风能资源比较丰富，全国平均风功率密度为100W/m²，风能资源总储量约32.26亿kW。但中国风电产业起步较晚，设备检修、维护的粗放管理和回报周期长成为攻克风能发电技术的主要难题。

近年来因压电材料具有优良的机电转换特性，使其成为各国发展各种可再生能源和能量收集技术的研发热点。压电发电具有结构简单、不发热、无电磁干扰、无污染和易于实现小型化、集成化的优点。因此可以将小型的压电发电装置应用于风能发电技术，解决成本和效益问题。

技术实现要素：

针对上述的不足，本实用新型提供了一种磁体激励的压电风力发电装置。

本实用新型是通过以下技术方案实现：

一种磁体激励的压电风力发电装置，其特征在于包括叶片、压电发电机构和支架；所述叶片连接传动轴驱动压电发电机构，所述压电发电机构由传动轴、轮盘、圆形压电片、动磁铁、静磁铁、轴承和外壳组成；所述传动轴前后两端通过轴承固定在外壳上；所述外壳由前端盖与后端盖通过螺钉连接，内部形成一中空腔室；所述前端盖和后端盖的内端面中心均镶有与传动轴相匹配的轴承，轴承的安装口四周环绕设有与圆形压电片相匹配的谐振腔和凹槽；所述圆形压电片由金属层和压电层组成，压电层的外端面中心设有静磁铁；所述静磁铁与轮盘里安装的动磁铁同性磁极相对安装，相互排斥；所述轮盘通过楔向键固定安装在传动轴上。

进一步的，所述谐振腔和凹槽的截面均为圆形，谐振腔直径小于凹槽直径。

进一步的，所述轮盘两侧面各设有四个动磁铁，成圆周分布。

进一步的，所述前后端盖的内端面各安装四个镶有静磁铁的圆形压电片，成圆周分布；所述后端盖焊接支架，起固定作用。

本实用新型的有益之处是：

1、本实用新型将风力发电装置与压电材料相结合，与传统风力发电装置相比，没有使用叶片带动传统发电机，结构简单，易于微型化且价格低廉。

2、本实用新型的压电发电机构通过圆形压电片和磁体的配合使用，使得圆形压电片产生间歇冲击，不断产生变形振动，故本实用新型可以长时间持续发电，能量收集效率高。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型压电发电机构的剖面图。

图3为本实用新型前端盖及空腔内零件的爆炸图。

图4为本实用新型后端盖及其装配零件的爆炸图。

图中，1、叶片，2、压电发电机构，201、传动轴，202、轴承，203、轮盘，204、动磁铁，205、圆形压电片，206、静磁铁，207、前端盖，208、后端盖，A、谐振腔，B凹槽，3、支架 。

具体实施方式

一种磁体激励的压电风力发电装置，其特征在于包括叶片1、压电发电机构2和支架3；所述叶片1连接传动轴201驱动压电发电机构2，所述压电发电机构2由传动轴201、轴承202、轮盘203、动磁铁204、圆形压电片205、静磁铁206和外壳组成；所述传动轴201前后两端通过轴承202固定在外壳上；所述外壳由前端盖207与后端盖208通过螺钉连接，内部形成一中空腔室；所述前端盖207和后端盖208的内端面中心均镶有与传动轴201相匹配的轴承202，轴承202的安装口四周环绕设有与圆形压电片205相匹配的谐振腔A和凹槽B；所述圆形压电片205由金属层和压电层组成，压电层的外端面中心设有静磁铁206；所述静磁铁206与轮盘203里安装的动磁铁204同性磁极相对安装，相互排斥；所述轮盘203通过楔向键固定安装在传动轴201上。

进一步的，所述谐振腔A和凹槽B的截面均为圆形，谐振腔A直径小于凹槽B直径。

进一步的，所述轮盘203两侧面各设有四个动磁铁204，成圆周分布。

进一步的，所述前后端盖的内端面各安装四个镶有静磁铁206的圆形压电片205，成圆周分布；所述后端盖208焊接支架3，起固定作用。

本实用新型的工作原理及工作过程大致如下：

一种磁体激励的压电风力发电装置，在风的吹动下，叶片1带动传动轴201及固定在传动轴201上的轮盘203转动；同时，轮盘203两侧面的动磁铁204也随之转动，与端盖内镶在圆形压电片205上的静磁铁206产生相对转动；当动磁铁204随转动靠近静磁铁206时，因同性磁极相互排斥，使得镶有静磁铁206的圆形压电片205受到冲击；当动磁铁204随转动离开静磁铁206时，排斥力减小，圆形压电片205受冲击减小；正常工作时，传动轴201带动轮盘203做圆周运动，四个动磁铁204与圆形压电片205上的静磁铁206不断的靠近、离开；因此圆形压电片205产生间隙冲击，经谐振腔A配合，不断产生变形振动，进而产生压电效应进行发电，实现机械能向电能的转化。

对于本领域的普通技术人员而言，根据本实用新型的教导，在不脱离本实用新型的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本实用新型的保护范围之内。