[发明专利]基于微间隙电晕放电的高输出性能多脉冲发电机及系统

说明书

本申请涉及基于微间隙电晕放电的高输出性能多脉冲发电机及系统，具体涉及发电装置领域。本申请提供的发电机包括：摩擦纳米发电机和微间隙结构；本申请的发电机在外力的作用下第一支撑板和第二支撑板发生往复运动，由于微间隙结构的一端与第一电极板电连接，使得本申请将相隔甚远的大面积平板电极转化为微间距点电极，点电极上积累了大量的极化电荷，在微间隙两端形成巨大的电场，使得微间隙中的正负离子在电场的作用下加速定向运动，与间隙中的气体分子发生碰撞，使得间隙中的空气发生电离，进而在间隙内部产生电晕放电，将发电机输出由单脉冲转化多脉冲形式，结合了电晕放电的瞬时大电流特性，即增加了本申请的发电机的输出功率。

技术领域

本申请涉及发电装置领域，具体而言，涉及一种基于微间隙电晕放电的高输出性能多脉冲发电机及系统。

背景技术

摩擦纳米发电机能够将各种形式的机械能转化为电能，被誉为最高效的能量转换方式。传统的摩擦纳米发电机主要依赖正负材料摩擦起电，附着在摩擦材料上电极之间静电感应，理论基础是麦克斯韦位移电流，本质是介质极化强度随时间的变化率，极化电荷的移动。

但是，现有技术中的摩擦纳米发电机表现出高电压、低电流、低功率、高阻抗的输出特性，使得摩擦纳米发电机输出功率较低，难以应用到实际的供电系统。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种基于微间隙电晕放电的高输出性能多脉冲发电机及系统，以解决现有技术中的摩擦纳米发电机表现出低电流、低功率、高阻抗的输出特性，难以应用到实际的供电系统的问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种基于微间隙电晕放电的高输出性能多脉冲发电机，发电机包括：摩擦纳米发电机和微间隙结构，其中，摩擦纳米发电机包括，模态激振器、第一支撑板、第二支撑板、第一电极板、第二电极板、导电墨水、电介质层；第一支撑板和第二支撑板相对设置在模态激振器上，且模态激振器用于驱动第一支撑板和第二支撑板往复运动，第一电极板上附有有序的微结构，第一电极板设置在第一支撑板靠近第二支撑板的一侧，导电墨水喷涂在第一电极板的有序的微结构表面，电介质层设置在第一电极板靠近第二支撑板的一侧，第二支撑板靠近第一支撑板的一侧设置有第二电极板，微间隙结构包括壳体、基板和尖端部；基板和尖端部设置在壳体内部，其中，基板表面设置有凹槽，尖端部设置在凹槽内部，尖端部的材料为金属，尖端部包括多个尖端结构，多个尖端结构的尖端相对设置，并且多个尖端结构的尖端设置在绝对的同一水平面上，且微间隙结构的至少一个尖端结构的一端与第一电极板电连接。

可选地，该有序的微结构为栅格结构或者倒金字塔结构。

可选地，该第一电极板和第二电极板的材料均为镀锡铜板。

可选地，该第一支撑板和第二支撑板的材料均为亚克力。

可选地，该电介质层的材料为室温硫化硅橡胶。

可选地，该微间隙结构的间隙的距离为8μm～100μm。

可选地，该尖端部的尖端结构的曲率半径小于15μm。

第二方面，本申请提供一种基于微间隙电晕放电的高输出性能多脉冲发电系统，系统包括：第一电极、第二电极和第一方面任意一项的基于微间隙电晕放电的高输出性能多脉冲发电机，第一电极与发电机的第一电极板电连接，第二电极与发电机的微间隙结构的另一端电连接。

本发明的有益效果是：