[发明专利]一种风车类结构的永磁式风力压电发电装置及方法

说明书

本发明提供一种风车类结构的永磁式风力压电发电装置及方法，包括底座和固定设置于底座上的压电振子腔体，以及可旋设置于底座上的双头风车；所述双头风车贯穿压电振子腔体设置，所述压电振子腔体内壁设置有多个磁压电振子结构，所述双头风车中段固定间隔设置有多个永磁铁组；所述多个永磁铁组沿双头风车周向排列设置，永磁铁组包括沿双头风车径向设置的多个第二永磁铁；所述多个磁压电振子结构均设置于第二永磁铁转动路径侧，且相邻永磁铁组靠近磁压电振子结构侧的磁极相反；本申请相邻永磁铁组能够交替式的向磁压电振子结构提供两种反向的力，辅助磁压电振子结构形变过程，提高机械能转化为电能的稳定性，延长结构的使用寿命。

技术领域

本发明属于压电发电技术领域，具体涉及一种风车类结构的永磁式风力压电发电装置及方法。

背景技术

随着传感器技术的发展，出现了许多超低功耗的传感器，这些极低功耗的传感器使得压电材料产生的电能能够满足其供电需求。目前大多数传感器使用的是电池，有时传感器工作环境特殊，需要安装在人类难以接触或者比较危险的地方，如火电厂需要进行气体污染物检测，空气质量检测传感器需要安装在距离地面50m处，还有偏远山区、峡谷、高空电缆以及气象站等用于空气质量检测的传感器。而传感器的电池电能储量有限，需要定期更换，这样就会造成不变甚至危险。而在自然界中，广泛存在太阳能，潮汐能和风能，其中太阳能发电以及发展非常成熟。风能作为一种绿色环保的可再生资源，越来越受到世界各国的重视，其蕴含量巨大，可比地球上可开发利用的水能总量大10倍。

目前压电振子的主要支撑方式是悬臂支撑，且当风速过高时，悬臂梁结构的压电振子被激励变形后难以及时恢复正常状态，导致发电效果差；并且目前大部分压电风力发电机为接触式，压电振子受到了冲击激励，缩短了压电振子的疲劳寿命。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种风车类结构的永磁式风力压电发电装置及方法，结构简单可靠。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种风车类结构的永磁式风力压电发电装置，包括底座和固定设置于底座上的压电振子腔体，以及可旋设置于底座上的双头风车；

所述双头风车贯穿压电振子腔体设置，所述压电振子腔体内壁设置有多个磁压电振子结构，所述双头风车中段固定间隔设置有多个永磁铁组；

所述多个永磁铁组沿双头风车周向排列设置，永磁铁组包括沿双头风车径向设置的多个第二永磁铁；

所述多个磁压电振子结构均设置于第二永磁铁转动路径侧，且相邻永磁铁组靠近磁压电振子结构侧的磁极相反。

进一步的，所述压电振子腔体为柱状中空结构，其侧壁设置有多个磁压电振子结构。

进一步的，所述磁压电振子结构包括可拆卸连接于压电振子腔体上的铍铜基板，以及依次沿压电振子腔体径向设置于铍铜基板上的压电陶瓷、小球和第一永磁铁。

进一步的，所述电振子腔体侧壁设置有多个通孔，所述通孔与磁压电振子结构位置一一对应。

进一步的，所述铍铜基板、压电陶瓷、小球和第一永磁铁粘接。

进一步的，所述底座包括底板和竖直固设于底板两端的两个长支撑板，以及固设于底板中段的两个短支撑板。

进一步的，所述两个长支撑板顶端均设置有轴承，用于滑动连接双头风车。

进一步的，所述双头风车包括旋转轴，所述旋转轴两端部设置有风扇，旋转轴中部固定设置有支撑结构，所述支撑结构上固定设置有永磁铁组。

进一步的，所述支撑结构为两个固定连接于旋转轴径向的多个U型管，所述U型管的数量为偶数。

一种风车类结构的永磁式风力压电发电方法，包括以下步骤：