[发明专利]电能转换装置

说明书

本发明提供了一种电能转换装置，通过压电传感模块用于将风能或雨滴能转换为电能为所述负载供电，充电器模块用于将多余的电能存储进蓄电池模块中，实现风能或雨滴能与电能的转换，并且所述压电传感模块中，当第二压电晶体板或第三压电晶体板受压时，齿轮传动组件启动以控制压电晶体组件向左或向右摆动，当所述双面压电晶体板与所述第一压电晶体板相对的一侧或相背的一侧受压时，液压缸启动以控制所述压电晶体组件绕所述转轴转动，通过控制压电晶体组件调整位置和角度，增大了风能或雨滴能的利用率。

技术领域

本发明涉及电能转换领域，尤其涉及一种电能转换装置。

背景技术

某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。在沿海地带风速时常在5-8级之间，有时候会更高，由公式得出当自然风为5-8级时，风压为40-270Pa，压力传感器能测量的力可达10⁴KN。压力传感器利用膜片式弹性元件，通过膜片承压面积可将风压转换为力，膜片中间有凸台，凸台背后有面放置压电片，力通过凸台作用于压电片上，使之产生相应的电荷量，并在其后接电荷放大器。无论是自然风还是汽车的行驶速度都属于突变量，故电荷泄露较少，即将风能或者雨滴能转换为电能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电能转换装置，能将风能和雨的势能转换为电能，并且风能或雨滴能的利用率较高。

为了达到上述目的，本发明提供了一种电能转换装置，包括压电传感模块、充电器模块、蓄电池模块及负载，所述压电传感模块用于将风能或雨滴能转换为电能为所述负载供电，所述充电器模块用于将多余的电能存储进所述蓄电池模块中；

所述压电传感模块包括支架、齿轮传动组件、液压缸及压电晶体组件，所述支架设置于所述齿轮传动组件上，所述压电晶体组件包括第一压电晶体板、第二压电晶体板、第三压电晶体板及双面压电晶体板，所述第一压电晶体板与所述双面压电晶体板均套设于一转轴上并且始终保持垂直设置，所述转轴转动设置于所述支架上，所述第二压电晶体板与所述第三压电晶体板设置于所述第一压电晶体板的两侧，所述液压缸的活塞与所述双面压电晶体板连接；

当所述第二压电晶体板或所述第三压电晶体板受压时，所述齿轮传动组件启动以控制所述压电晶体组件向左或向右摆动，当所述双面压电晶体板与所述第一压电晶体板相对的一侧或相背的一侧受压时，所述液压缸启动以控制所述压电晶体组件绕所述转轴转动。

可选的，所述齿轮传动组件包括电机、第一齿轮及第二齿轮，所述电机与所述第一齿轮连接以驱动所述第一齿轮旋转，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合，所述支架设置于所述第二齿轮上，当所述第一齿轮带动所述第二齿轮旋转时，所述支架带动所述压电晶体组件向左或向右摆动。

可选的，当所述第二压电晶体板或所述第三压电晶体板受压时，所述电机开启，且所述第二压电晶体板受压时所述电机转动方向与所述第三压电晶体板受压时所述电机转动的方向相反；当所述第二压电晶体板及所述第三压电晶体板均不受压时，所述电机关闭。

可选的，当所述双面压电晶体板与所述第一压电晶体板相对的一侧受压时，所述液压缸的活塞伸长以使所述压电晶体组件绕所述转轴逆时针转动，当所述双面压电晶体板与所述第一压电晶体板相背的一侧受压时，所述液压缸的活塞缩回以使所述压电晶体组件绕所述转轴顺时针转动。

可选的，所述第一压电晶体板的输出电压为：

其中，C_a为所述第一压电晶体板的电容，k_a为与所述第一压电晶体板的压电晶体有关的常数，A_a为力作用在所述第一压电晶体板的压电晶体切片的面积，θ是所述第一压电晶体板受力的作用线与所述第一压电晶体板之间的倾角，W₀为风压或雨压。