[发明专利]一种永磁压力发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及将压力作用下的机械能转换为电能的技术，特别涉及永磁压力发电装置及其实现方法，具体是采用永磁动子、感应线圈、直线轴承、密封件、复位弹簧、硅钢片磁芯、电能处理电路、防水接线盒、保护壳，实现将压力作用下的机械能转换为电能的发电装置。

背景技术

信息化、智能化技术在道路、桥梁、隧道等运营管理上的应用日益广泛，相应的电子设备在公路沿线、桥梁上、隧道中也越来越多地布设，这些电子设备布局分散，具有典型的点、线状分布特征，传统的采用远距离铺设电缆等对其供电成本高、效率低，不利于其长期发展。

针对这些电子设备的点、线状分布规律，现有集中供电技术存在诸多缺点：

1.用电设备分散，供电线路太长，负载分布不集中，造成线路损耗大，供电效率低。

2.供电线路的铺设工程量较大，后续维护比较复杂，建设和使用成本高昂。

这些电子设备工作于道路沿线，机动车往来频繁，具有丰富的压力机械能资源，利用永磁压力发电装置可将压力的机械能转换为电能，并基于分布式电源技术解决分布式电子设备的供电问题。

发明内容

本发明的目的是针对当前技术存在的不足，提供一种利用压力机械能发电的永磁压力发电装置。该装置采用永磁动子、感应线圈、硅钢片磁芯、直线轴承和复位弹簧等器件作为机电能量转换装置，摩擦小，压力传递效率高，工作寿命长，并且采用全封闭防尘防水结构，能承受比较高的外界压力，电能处理电路对不规律的电能进行处理，实现为分布式电子设备供电。密封件、防水接线盒、保护壳保证发电装置能防水、防压，能适应道路、桥梁、隧道沿线的工作环境。

本发明的技术方案为：

一种永磁压力发电装置，该装置的圆筒外壳的底部固定在基座上；圆柱支撑筒的圆柱支撑筒柱固定在基座上，圆柱支撑筒的圆柱支撑筒顶上部通过下螺钉依次与下直线轴承、下U形磁芯夹具连接固定；复位弹簧置于圆柱支撑筒中，两端分别紧贴基座上部和动子活塞杆的下端部；动子活塞杆从下往上依次贯穿下直线轴承、下U形磁芯夹具、上U形磁芯夹具、上直线轴承、圆筒外壳顶部中间开孔；下U形磁芯夹具与上U形磁芯夹具中间夹持着硅钢片磁芯，硅钢片磁芯由硅钢片叠制而成；感应线圈一绕制在E形硅钢片磁芯中间横臂与下面横臂之间的竖直部分上，感应线圈二绕制在E形硅钢片磁芯的中间横臂上，感应线圈三绕制在E形硅钢片磁芯上面横臂与中间横臂之间的竖直部分上；上U形磁芯夹具与上直线轴承由上螺钉固定在一起；上直线轴承的顶端紧贴外壳顶部内侧；感应线圈一、感应线圈二、感应线圈三的输出端分别与电能处理电路的输入端的Vin1、Vin2、Vin3连接，电能处理电路的输出端Vout通过线孔接入防水接线盒，防水接线盒通过螺栓固定在圆筒外壳的中部外侧。

所述的圆柱支撑筒为圆柱支撑筒柱和圆柱支撑筒顶的组合，圆柱支撑筒柱和圆柱支撑筒顶为一体结构，圆柱支撑筒顶上有螺纹孔便于与下直线轴承连接。

所述的下U形磁芯夹具和上U形磁芯夹具均由非导磁材料制成，下U形磁芯夹具、上U形磁芯夹具底部有螺纹孔便于与下直线轴承、上直线轴承连接，下U形磁芯夹具、上U形磁芯夹具的U形槽夹紧硅钢片磁芯；下U形磁芯夹具和上U形磁芯夹具均有底部中孔。

所述的硅钢片磁芯由两组E形硅钢片叠制而成，两组E形硅钢片按形相对放置，中间留有气隙用于动子活塞杆穿过，感应线圈一、感应线圈二和感应线圈三均由漆包线绕制。

所述的动子活塞杆为非导磁圆柱体，中间凹陷扁平结构上钻有三个方孔，放置三个立方体形动子永磁体，发电装置在静止时，3个动子永磁体的两端分别正对E形硅钢片磁芯的3个横臂。

所述的电能处理电路位于圆筒外壳的内侧，其组成包括全桥整流电路、电容滤波电路、超级电容防过充保护电路、超级电容储能电路和DC-DC稳压电路5个模块，其连接关系为全桥整流电路、电容滤波电路、超级电容防过充保护电路、超级电容储能电路和DC-DC稳压电路依次级联组成。

本发明基于永磁压力机电换能装置、电能处理电路、保护装置为分布式电子设备供电，将分布式电子设备工作环境中的压力机械能转化为电能，并经电能处理、电能储存、电能转换之后，实现稳定的直流输出，为分布式电子设备进行供电。