一种旋磁式压电材料发电性能测试试验台制造技术

本实用新型专利技术公开了一种旋磁式压电材料发电性能测试试验台，调速电机的输出轴与传动轴连接；激振圆盘固定在传动轴上；激振圆盘上设有若干磁体A；压电材料的固支端装夹在夹具上，磁铁B通过连接件固定在压电材料的自由端；磁铁B与磁铁A的同名磁极面相对；压电材料通过导线与示波器电性连接；激光测振仪的测量点处于压电材料的自由端处；本实用新型专利技术以调速电机作为动力源，驱动激振圆盘上磁体A产生旋转磁场，并以旋转磁场和磁铁B间的磁力为激振力使压电材料振动而产生电能，方便激振频率、振幅等重要试验参数的自由调节，可实施性强，对压电材料发电性能方面的相关研究具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种旋磁式压电材料发电性能测试试验台
本技术涉及压电材料发电性能测试设备领域，具体涉及一种旋磁式压电材料发电性能测试试验台。
技术介绍
现如今，为了应对能源日益短缺的囧境，人们想尽各种办法用以收集生存环境所能利用能量。而振动能量在我们的日常生活中无处不在，且相较于其他形式的能量，振动能量具有能量密度高、清洁无污染等众多优点，于是针对振动能量的收集技术被科学家们广泛研究。对振动能量的收集方法主要是利用静电、电磁、压电等效应，其中压电效应是指利用压电材料的正压电效应来收集振动能量，其基本原理是利用振动能量引起压电材料共振，使其发生一定程度的形变，压电材料内部的电偶极矩会因压缩而变短，此时压电材料为抵抗这变化会在材料相对的表面上产生等量正负电荷，从而将振动能量转化为电能收集起来。利用压电材料的压电效应制作的振动能量收集装置，其发电性能会受到诸多因素的影响，例如激振频率的高低、振幅的大小以及压电陶瓷的外形尺寸等，各因素都会对压电材料的发电性能产生不同的影响，甚至不同影响因素的叠加，可能会对其发电性能有不同程度的耦合作用。因此，需要一种旋磁式压电材料发电性能测试试验台，用以研究不同影响因素对压电材料的发电性能相关研究具有重要的意义与价值。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种旋磁式压电材料发电性能测试试验台，用以测试压电材料的发电性能，对研究如何提高压电式振动能量收集器的能量收集效率等问题具有重要价值和意义。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：它包含底座、激振装置、夹持装置与测量装置；激振装置、夹持装置均固定在底座上；所述的激振装置包含电机调速器、调速电机、激振圆盘、磁铁A；电机调速器与调速电机电性连接；调速电机的输出轴通过联轴器与传动轴一端连接；激振圆盘固定在传动轴上；激振圆盘上设有若干磁体A；所述的夹持装置包含夹具、连接件、磁铁B；压电材料的固支端装夹在夹具上，磁铁B通过连接件固定在压电材料的自由端；磁铁B与磁铁A的同名磁极面相对；所述的测量装置包含激光测振仪、示波器；压电材料通过导线与示波器电性连接；激光测振仪固定在激光测振仪支架上；激光测振仪的测量点处于压电材料的自由端处；进一步地，电机调速器通过螺栓固定在底座上；进一步地，调速电机固定在电机支架上；电机支架通过螺栓固定在底座上；进一步地，传动轴的两侧通过轴承安装在轴承支座上，轴承支座通过螺栓固定在底座上；进一步地，激振圆盘通过法兰盘固定在传动轴的中间轴段上；进一步地，若干磁体A嵌在激振圆盘上，并沿圆周方向均匀分布，且各磁铁A的磁极面方向分布一致，其同名磁极面均指向或背离圆心；进一步地，夹具包含夹具底座、夹具压板；夹具底座上设有腰形孔；夹具底座通过螺栓穿过腰形孔固定在底座上；夹具压板固定在夹具底座上；进一步地，激光测振仪的测量点位于压电材料的正上方。旋磁式压电材料发电性能测试试验台的测试方法，包括以下步骤：1）安装并调整好激振装置、夹持装置与测量装置；2）调节合适的磁体A的数量、磁铁A与磁铁B间的距离和电机转速等试验参数；3）实时观测压电材料的试验状态，记录相关试验数据；4）调整相关试验参数，开展相关对照试验，测试不同条件下的压电材料的发电性能；5）分析并比对试验数据，最终得出相应的试验结论。本技术利用调速电机驱动激振圆盘转动，激振圆盘上的磁铁A随着激振圆盘的转动会与磁铁B间会产生一个随时间呈周期性变化的磁力，即相当于在压电材料的自由端施加了一个随时间呈周期性变化的、非接触的激振力，用以驱动压电材料振动而产生电能；利用激光测振仪记录试验过程中压电材料的振幅、运动规律等数据，利用示波器记录压电材料所产生的电压、电流特性等电信号数据；最终根据所采集到的试验数据分析此压电材料的发电性能。本技术可以通过调节调速电机的转速或者激振圆盘上的磁铁A的数量来改变激振频率的大小；还可通过选用磁性不同的磁铁B或利用夹具上的腰形孔来调整夹具的位置，以改变磁铁A与磁铁B间的磁力大小，进而改变压电材料自由端振幅的大小。采用上述结构后，本技术有益效果为：本技术所述的一种旋磁式压电材料发电性能测试试验台，以调速电机作为动力源，驱动激振圆盘上磁体A产生旋转磁场，并以旋转磁场和磁铁B间的磁力为激振力使压电材料振动而产生电能，方便激振频率、振幅等重要试验参数的自由调节，可实施性强，对压电材料发电性能方面的相关研究具有重要意义，且具有结构简单、成本低廉、制作容易、方便操控等优点。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术的结构示意图；图2是激振装置的结构示意图；图3是夹持装置的结构示意图；附图标记说明：1、底座；2、电机调速器；3、电机支架；4、调速电机；5、联轴器；6、磁铁A；7、激振圆盘；8、法兰盘；9、轴承支座；10、轴承；11、传动轴；12、压电材料；13、夹具；14、激光测振仪支架；15、激光测振仪；16、示波器；17、磁铁B；18、连接件；13-1、夹具底座；13-2、夹具压板；13-3、锁紧螺钉。具体实施方式下面结合附图，对本技术作进一步的说明。参看图1所示，本具体实施方式采用的技术方案是：它包含底座1、激振装置、夹持装置与测量装置；参看图1-2所示，激振装置包含电机调速器2、调速电机4、激振圆盘7、磁铁A6；电机调速器2通过螺栓固定在底座1上；电机调速器2与调速电机4电性连接；调速电机4通过螺栓固定在电机支架3上，电机支架3通过螺栓固定在底座1上；调速电机4的输出轴通过联轴器5与传动轴11相连接，传动轴11两端安装有轴承10，轴承10安装在轴承支座9中，轴承支座9通过螺栓安装在底座1上，激振圆盘7通过法兰盘8安装在传动轴11的中间轴段上；若干磁体A6嵌在激振圆盘7上，并沿圆周方向均匀等距分布，且各磁铁A6的磁极面方向分布一致，其同名磁极面均指向或背离圆心。参看图1、图3所示，夹持装置包含夹具13、连接件18、磁铁B17；夹具13包含夹具底座13-1、夹具压板13-2；夹具底座13-1通过螺栓固定在底座1上，并通过夹具底座13-1上的腰形孔调整其位置，夹具压板13-2固定在夹具底座13-1上，并通过锁紧螺钉13-3装夹紧压电材料12，在压电材料12的自由端固定连接件18，磁铁B17通过连接件18固定在压电材料12的自由端，且保证磁铁B17与磁铁A6的相对磁极面为同名磁极；参看图1所示，测量装置包含激光测振仪15、示波器16；压电材料12通过两根导线与示波器16相连接，用以记录压电材料12所产生的电压、电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋磁式压电材料发电性能测试试验台，其特征在于它包含底座、激振装置、夹持装置与测量装置；激振装置、夹持装置均固定在底座上；/n所述的激振装置包含电机调速器、调速电机、激振圆盘、磁铁A；电机调速器与调速电机电性连接；调速电机的输出轴通过联轴器与传动轴一端连接；激振圆盘固定在传动轴上；激振圆盘上设有若干磁体A；/n所述的夹持装置包含夹具、连接件、磁铁B；压电材料的固支端装夹在夹具上，磁铁B通过连接件固定在压电材料的自由端；磁铁B与磁铁A的同名磁极面相对；/n所述的测量装置包含激光测振仪、示波器；压电材料通过导线与示波器电性连接；激光测振仪固定在激光测振仪支架上；激光测振仪的测量点处于压电材料的自由端处。/n

【技术特征摘要】
1.一种旋磁式压电材料发电性能测试试验台，其特征在于它包含底座、激振装置、夹持装置与测量装置；激振装置、夹持装置均固定在底座上；
所述的激振装置包含电机调速器、调速电机、激振圆盘、磁铁A；电机调速器与调速电机电性连接；调速电机的输出轴通过联轴器与传动轴一端连接；激振圆盘固定在传动轴上；激振圆盘上设有若干磁体A；
所述的夹持装置包含夹具、连接件、磁铁B；压电材料的固支端装夹在夹具上，磁铁B通过连接件固定在压电材料的自由端；磁铁B与磁铁A的同名磁极面相对；
所述的测量装置包含激光测振仪、示波器；压电材料通过导线与示波器电性连接；激光测振仪固定在激光测振仪支架上；激光测振仪的测量点处于压电材料的自由端处。


2.根据权利要求1所述的一种旋磁式压电材料发电性能测试试验台，其特征在于电机调速器通过螺栓固定在底座上。


3.根据权利要求1所述的一种旋磁式压电材料发电性能测试试验台，其特征在于调速电机固定在电机支架上；电机支架...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文光，吴兴意，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：新型
国别省市：江西;36