本發(fā)明屬于磁力發(fā)電的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于磁致伸縮的旋轉(zhuǎn)壓電式微風(fēng)發(fā)電裝置。

背景技術(shù)：

風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，全球蘊(yùn)量巨大，受到世界各國(guó)的重視。風(fēng)力發(fā)電是把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)為電能?，F(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電的原理，是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再通過(guò)增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電?，F(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電裝置可分為風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)和鐵塔三部分，由于風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速比較低，而且風(fēng)力的大小和方向經(jīng)常變化，使得轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，所以，在帶動(dòng)發(fā)電機(jī)之前，還必須附加一個(gè)把轉(zhuǎn)速提高到發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速的增速器，再加一個(gè)調(diào)速機(jī)構(gòu)使轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定，然后再聯(lián)接到發(fā)電機(jī)上。這種風(fēng)電裝置體積龐大，而且要求風(fēng)速要大于每秒4米，否則無(wú)法正常運(yùn)行，這使得大部分微小風(fēng)能不能使用。

稀土超磁致伸縮材料是一種利用磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的新型功能材料。作為稀土超磁致伸縮材料的典型代表，Terfenol-D是將稀土元素鋱(Tb)、鏑(Dy)和金屬元素鐵(Fe)按一定比例制備而成的一種新型磁致伸縮合金，具有大應(yīng)變、高精度、輸出力大、響應(yīng)快速及可靠性高等優(yōu)勢(shì)。因此，將其與壓電材料結(jié)合構(gòu)成微風(fēng)發(fā)電裝置，可充分利用微小風(fēng)能，為風(fēng)力發(fā)電機(jī)的推廣普及創(chuàng)造了條件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種基于磁致伸縮的旋轉(zhuǎn)壓電式微風(fēng)發(fā)電裝置，超磁致伸縮材料與壓電材料相結(jié)合，能夠利用輕微的風(fēng)力進(jìn)行發(fā)電，對(duì)風(fēng)力環(huán)境適應(yīng)能力較強(qiáng)。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：基于磁致伸縮的旋轉(zhuǎn)壓電式微風(fēng)發(fā)電裝置，其特征在于，包括軸承、風(fēng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和磁致伸縮壓電機(jī)構(gòu)，所述風(fēng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)于所述軸承外圈的外壁上，帶動(dòng)軸承外圈發(fā)生旋轉(zhuǎn)，所述磁致伸縮壓電機(jī)構(gòu)包括永磁體和壓電組件，所述永磁體左右對(duì)稱設(shè)于軸承外圈的外壁上，所述壓電組件設(shè)于軸承內(nèi)圈的內(nèi)部空腔中心，壓電組件的兩側(cè)端與軸承內(nèi)圈內(nèi)壁的間隙中設(shè)有彈性墊片。

按上述方案，所述壓電組件包括左超磁致伸縮塊、右超磁致伸縮塊和壓電片，所述壓電片設(shè)于所述左、右超磁致伸縮塊之間，所述彈性墊片設(shè)于左、右超磁致伸縮塊的外側(cè)端與所述軸承內(nèi)圈的內(nèi)壁的間隙中。

按上述方案，所述風(fēng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括數(shù)個(gè)葉片，所述數(shù)個(gè)葉片對(duì)稱設(shè)于所述

軸承外圈的外壁上。

按上述方案，所述軸承采用非導(dǎo)磁材料制成，所述彈性墊片采用導(dǎo)磁材料制成。

本發(fā)明的有益效果是：提供一種基于磁致伸縮的旋轉(zhuǎn)壓電式微風(fēng)發(fā)電裝置，通過(guò)葉片在微風(fēng)的驅(qū)動(dòng)下，帶動(dòng)永磁體發(fā)生旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生變化磁場(chǎng)，在變化磁場(chǎng)的影響下超磁致伸縮材料形狀發(fā)生變化，伸長(zhǎng)或縮短，間歇擠壓壓電片，壓電片受壓產(chǎn)生電荷，以此循環(huán)往復(fù)，從而達(dá)到持續(xù)發(fā)電的目的，裝置體積小，發(fā)電效率較高，受環(huán)境影響輕微、能夠最大限度利用風(fēng)能發(fā)電，節(jié)能環(huán)保。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的正向剖視圖。

圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的俯視剖視圖。

其中：1、永磁體；2、軸承外圈；3、軸承內(nèi)圈；4、左超磁致伸縮塊；5、右超磁致伸縮塊；6、壓電片；7、彈性墊片；8、葉片。

具體實(shí)施方式

為更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步的描述。

如圖1-2所示，基于磁致伸縮的旋轉(zhuǎn)壓電式微風(fēng)發(fā)電裝置，包括軸承、風(fēng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和磁致伸縮壓電機(jī)構(gòu)，風(fēng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)于軸承外圈2的外壁上，帶動(dòng)軸承外圈發(fā)生旋轉(zhuǎn)，磁致伸縮壓電機(jī)構(gòu)包括永磁體1和壓電組件，永磁體左右對(duì)稱設(shè)于軸承外圈的外壁上，壓電組件設(shè)于軸承內(nèi)圈的內(nèi)部空腔中心，其兩側(cè)端與軸承內(nèi)圈3內(nèi)壁的間隙中設(shè)有彈性墊片7。

壓電組件包括左超磁致伸縮塊4、右超磁致伸縮塊5和壓電片6，壓電片設(shè)于左、右超磁致伸縮塊之間，彈性墊片設(shè)于左、右超磁致伸縮塊的外側(cè)端與軸承內(nèi)圈的內(nèi)壁的間隙中，消除間隙，提供預(yù)緊及支撐。軸承采用非導(dǎo)磁材料制成，所述彈性墊片采用導(dǎo)磁材料制成。

風(fēng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括數(shù)個(gè)葉片8，數(shù)個(gè)葉片對(duì)稱設(shè)于軸承外圈的外壁上，葉片在微風(fēng)的驅(qū)動(dòng)下，帶動(dòng)永磁體繞軸圓周運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生變化磁場(chǎng)，當(dāng)永磁體轉(zhuǎn)到與左、右超磁致伸縮塊相對(duì)應(yīng)的位置時(shí)，超磁致伸縮塊發(fā)生伸張形變，擠壓壓電片，產(chǎn)生電壓，通過(guò)恰當(dāng)?shù)碾娐房蓪㈦妷耗芗右岳茫划?dāng)永磁體轉(zhuǎn)離與左、右超磁致伸縮塊相對(duì)應(yīng)的位置時(shí)，超磁致伸縮塊產(chǎn)生收縮形變，不再擠壓壓電片，在變化磁場(chǎng)的影響下左、右超磁致伸縮塊形狀發(fā)生變化，伸長(zhǎng)或縮短，間歇擠壓壓電片，壓電片受壓產(chǎn)生電荷，以此循環(huán)往復(fù)，從而達(dá)到持續(xù)發(fā)電的目的。

本發(fā)電裝置體積小、對(duì)風(fēng)速要求低(每秒0.5米即可工作)，將以前不能利用的微小風(fēng)能用以發(fā)電，對(duì)風(fēng)力環(huán)境適應(yīng)能力較強(qiáng)，適用范圍更廣。