一种共振式压电发电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种共振式压电发电装置，包括压电陶瓷发电片，压电陶瓷发电片的两端分别设有磁性底座，压电陶瓷发电片的中部设有配重块。本实用新型专利技术将压电陶瓷发电片与配重块组成共振系统，使其与变压器或电抗器的振动频率一致，从而达到最大振幅，采用压电陶瓷发电片将振动机械能转化为电能，获得最大能量，解决了变压器或电抗器振动机械能回收的技术难题，采用磁性底座和配重块，使本实用新型专利技术具有拆装方便、结构简单、共振频率可调的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种共振式压电发电装置
本技术涉及一种共振式压电发电装置。
技术介绍
压电发电是利用压电陶瓷的正压电效应来实现机械能向电能的转换，压电发电装置通过特殊的压电材料将环境中振动的能量收集起来，并将其转换成可以替代电池为微电子产品（如传感网络节点）供电的电能，成为MEMS研究领域中的一个热点，特别是在嵌入式MEMS、收集环境能、收集生物机械能等方面呈现出广阔的应用潜力，因此引起了人们的广泛关注。变压器、电抗器等线圈类设备在运行过程产生了振动，振动主要是由于线圈和硅钢片振动导致，振动频率以100Hz为主，振动能量以噪声的形式耗散在空气中，造成了极大的能源浪费。而振动传感器、温度传感器、湿度传感器等用于检测设备或环境状态，这些传感器需要电能供应，通常的做法是通过电缆或电池连接传感器，为其供电，但存在布线复杂、麻烦、电池电量有限等不足，尤其在不易安装电缆的位置，造成了使用上的限制。
技术实现思路
本技术提供一种共振式压电发电装置，能够利用振动能量进行发电，用以解决变压器或电抗器振动机械能回收的技术难题。为达到上述目的，本技术的实施例采用如下技术方案：一种共振式压电发电装置，包括压电陶瓷发电片，所述压电陶瓷发电片的两端分别设有磁性底座，所述压电陶瓷发电片的中部设有配重块。进一步的，所述压电陶瓷发电片的基板材质为65Mn弹簧钢，其具有硬度高，淬透性好，脱碳倾向少，价格相对低廉，切削性能好等优点，陶瓷材质为双晶锆钛酸铅压电陶瓷，充分利用了尺寸和空间，保证了其发电量的最大值。进一步的，所述磁性底座带有磁力开关，磁力面为V型面或U型面。磁力开关使磁性底座方便吸和放，拆装方便；V型或U型磁力面使磁性底座不仅在平面能够吸附，在圆面或较复杂的接触面同样能够吸附。进一步的，所述配重块包括有永磁体和铁块，所述铁块为叠片式，所述永磁体和铁块分别位于所述压电陶瓷发电片的上下两面，永磁体和铁块通过磁吸力紧紧吸合，铁块为叠片式，通过增加或减少铁块数量，可以改变所述配重块的重量，从而改变了共振频率。进一步的，所述永磁体为铷铁硼永磁体，钕铁硼永磁体具有加工容易、体积小、重量轻、磁性强、性价比高、能量密度高的特点。进一步的，所述配重块与所述压电陶瓷发电片的接触面设有橡胶面，橡胶能够增大与所述配重块之间的摩擦力力，使所述配重块不易滑动、脱落。本技术的有益效果是：本技术将压电陶瓷发电片与配重块组成共振系统，使其与变压器或电抗器的振动频率一致，从而达到最大振幅，采用压电陶瓷发电片将振动机械能转化为电能，获得最大能量，解决了变压器或电抗器振动机械能回收的技术难题，采用磁性底座和配重块，使本技术具有拆装方便、结构简单、共振频率可调的特点。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，以下将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为本技术一种实施例的结构示意图；图2为本技术一种实施例的实施示意图。图中，图中所示标记为：1：压电陶瓷发电片，2：磁性底座，3：配重块，31：永磁体，32：铁块，4：变压器箱壳。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参照图1，本技术优选的一个实施例提供一种共振式压电发电装置，包括压电陶瓷发电片1、磁性底座2、和配重块3，磁性底座2为两个，分别位于压电陶瓷发电片1的两端，配重块3位于压电陶瓷发电片1的中部。压电陶瓷发电片1的基板材质为65Mn弹簧钢，65Mn弹簧钢具有硬度高，淬透性好，脱碳倾向少，价格相对低廉，切削性能好等优点；陶瓷材质为双晶锆钛酸铅压电陶瓷，能充分利用尺寸和空间，保证发电量的最大值。磁性底座2带有磁力开关，优选的，磁性底座2选用YB-30A型磁性底座上，具有30kgf的吸附力，能够牢牢地吸附在变压器或电抗器的箱壳上；磁性底座2的磁力面为V型面或U型面，V型或U型磁力面使磁性底座不仅在平面能够吸附，在圆面或较复杂的接触面同样能够吸附。配重块3包括有永磁体31和铁块32，永磁体31和铁块32分别位于压电陶瓷发电片1的上下两面，永磁体31和铁块32互相作用，以稳固设置在压电陶瓷发电片1的上，且具有便于拆装的特点。永磁体31为铷铁硼永磁体，钕铁硼永磁体具有加工容易、体积小、重量轻、磁性强、性价比高、能量密度高的特点。铁块32为叠片式，通过增加或减少铁块32数量，可以改变配重块3的重量，从而改变了共振频率。配重3与压电陶瓷发电片1的接触面设有橡胶面，橡胶能够增大摩擦力力，使配重块3不易滑动、松脱。根据压电陶瓷发电片1的刚度系数K以及变压器或电抗器振动频率f=100Hz，根据公式m=K/(2*πf)2计算出配重块3的重量m（其中*表示乘号），通过增减铁块32来获得重量为m的配重块3。实施时，请参照图2，将配重块3的永磁体31贴近压电陶瓷发电片1的中点的下面，铁块32贴近压电陶瓷发电片1的中点的上面，利用磁吸力将永磁体31和铁块32固定在压电陶瓷发电片1的中点，将磁性底座2的磁力开关指向“OFF”方向，为退磁状态，将磁性底座2贴近变压器箱壳4（也可以为电抗器等线圈类设备）上合适的位置，将将磁性底座2的磁力开关指向“ON”方向，即磁性底座2处于磁化状态，此时磁性底座2吸附在变压器箱壳4上，当变压器以100Hz的频率振动时，配重块3与压电陶瓷发电片1发生共振，从而将振动机械能转化为电能。本技术将压电陶瓷发电片与配重块组成共振系统，使其与变压器或电抗器的振动频率一致，从而达到最大振幅，采用压电陶瓷发电片将振动机械能转化为电能，获得最大能量，解决了变压器或电抗器振动机械能回收的技术难题，采用磁性底座和配重块，使本技术具有拆装方便、结构简单、共振频率可调的特点。以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种共振式压电发电装置，包括压电陶瓷发电片（1），其特征在于：所述压电陶瓷发电片（1）的两端分别设有磁性底座（2），所述压电陶瓷发电片（1）的中部设有配重块（3）。

【技术特征摘要】
1.一种共振式压电发电装置，包括压电陶瓷发电片（1），其特征在于：所述压电陶瓷发电片（1）的两端分别设有磁性底座（2），所述压电陶瓷发电片（1）的中部设有配重块（3）。2.根据权利要求1所述的一种共振式压电发电装置，其特征在于：所述压电陶瓷发电片（1）的基板材质为65Mn弹簧钢，陶瓷材质为双晶锆钛酸铅压电陶瓷。3.根据权利要求1所述的一种共振式压电发电装置，其特征在于：所述磁性底座（2）带有磁力开关，磁力面为V型面或U型面。...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈梁远，余长厅，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：新型
国别省市：广西,45