專利名稱：大型橋梁振幅位移發(fā)電裝置及應用的制作方法
大型橋梁振幅位移發(fā)電裝置及應用技術領域
本發(fā)明屬于橋梁工程和機電技術領域，具體涉及一種大型橋梁振幅位移發(fā)電裝 置及應用。
背景技術：
至2009年底，我國公路橋梁達到53. 36萬座，2039. 91萬延米。其中，特大橋為 1036座，171. 45萬延米；大橋為30982座，638. 58萬延米；中橋為12. 11萬座，607. 30萬 延米；小橋為38. 05萬座，622. 57萬延米。特大橋的單孔跨徑大于150米，大橋的單孔跨 徑為40—150米，中橋的單孔跨徑為20— 40米，按照有關規(guī)定，各類橋梁的跨中撓度為其 跨徑的1/600—1/250不等，橋梁的撓度在80—500mm之間。當汽車通過橋梁時，其靜撓度Λ和動撓度\如圖1所示。因此，橋梁在移動荷載作用下產生的動撓度比在靜荷載作用下的撓度大，用動力系數(shù)《 =7，<表示。此時橋梁的振幅位移7 =— 。如何有效利用汽車通過橋梁時產生的振幅位移，并將之轉化為電能，將具有顯著的社會經濟 和環(huán)境效益。
根據電磁學原理，如圖2所示，把線圈的兩端和一電流計G連成一個閉合回路，若 將一磁鐵插入線圈或從線圈中抽出，即兩者發(fā)生相對運動時，電流計的指針將發(fā)生偏轉。電 流計的指針偏轉方向與線圈、磁鐵兩者相對運動的方向有關。因此，當通過一個閉合導電回 路所圍面積的磁通量發(fā)生變化時，不管這種變化是由于什么原因引起的，回路中將有電流 產生
發(fā)明內容
本發(fā)明的第一個目的在于利用上述原理，提供一種利用橋面行車引起橋梁動態(tài) 振幅位移的發(fā)電裝置。
本發(fā)明的第一個目的是通過如下的技術方案來實現(xiàn)的該大型橋梁振幅位移發(fā)電 裝置，它包括安裝于大型橋梁主梁靠近跨中位置的梁底上的大型磁鐵，建于河床上與磁鐵 相對應位置的小塔頂部的多匝閉合線圈，多匝閉合線圈依次連接有恒幅整流裝置、蓄電池 和逆變器。
本發(fā)明的第二個目的是提供一種如上所述的大型橋梁振幅位移發(fā)電裝置的應用， 即將逆變器的輸出端并入電網。
本發(fā)明的第三個目的是提供又一種如上所述的大型橋梁振幅位移發(fā)電裝置的應 用，即將逆變器的輸出端連接到電燈照明系統(tǒng)，用于橋面夜間照明。
本發(fā)明的第四個目的是提供再一種如上所述的大型橋梁振幅位移發(fā)電裝置的應 用，即將逆變器的輸出端連接到電熱棒，用于橋面結冰時的加熱除冰。
本發(fā)明采用了汽車運動引起橋梁跨中動態(tài)振動撓度進行位移發(fā)電，可以有效地利3用汽車在橋梁上行進時，橋梁的振幅位移帶動磁極與固定于塔架上的閉合線路作相對運 動，將振蕩力轉換為電能形式；并且，通過加裝磁力發(fā)電機后，磁極受到的阻力可減少橋梁 的位移幅度，有利于橋面行車的平順性；所發(fā)的電力除并入電網外，還可用來在夜間為橋梁 照明，在冰凍天為結冰的橋面加熱除冰，確保橋面行車安全。


圖1是橋梁上受移動荷載的變位圖。
圖2是磁鐵與線圈做相對運動時的實驗示意圖。
圖3是本發(fā)明實施例的原理結構框圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
參見圖3，本實施例中，將大型磁鐵固定于大型橋梁主梁靠近跨中位置的梁底上， 將多匝閉合線圈固定于位于河床上的可移拆小塔塔頂，當橋梁上有汽車通過時，橋梁的振 幅撓度帶動磁鐵與閉合線圈作相對運動，將震蕩力轉化為電能。與多匝閉合線圈連接的恒 幅整流裝置利用變速恒幅技術將振蕩力轉化成的交變電流整流成幅值確定的直流電。恒幅 整流裝置的輸出端連接到蓄電池上，這樣，便利用蓄電池將間歇運動發(fā)電而得到的電能集 中起來，再通過與蓄電池連接的逆變器轉換后，形成可以利用的電能形式。
本發(fā)明所產生的電能可以并入電網，也可以平時夜間用于橋面照明，也可以冰凍 天用于為結冰的橋面加熱除冰，確保行車安全并延長橋梁的使用壽命。
權利要求
1.一種大型橋梁振幅位移發(fā)電裝置，其特征在于它包括安裝于大型橋梁主梁靠近跨 中位置的梁底上的大型磁鐵，建于河床上與磁鐵相對應位置的小塔頂部的多匝閉合線圈， 多匝閉合線圈依次連接有恒幅整流裝置、蓄電池和逆變器。
2.一種如權利要求1所述的大型橋梁振幅位移發(fā)電裝置的應用，其特征在于將逆變 器的輸出端并入電網。
3.—種如權利要求1所述的大型橋梁振幅位移發(fā)電裝置的應用，其特征在于將逆變 器的輸出端連接到電燈照明系統(tǒng)，用于橋面夜間照明。
4.一種如權利要求1所述的大型橋梁振幅位移發(fā)電裝置的應用，其特征在于將逆變 器的輸出端連接到電熱棒，用于橋面結冰時的加熱除冰。
全文摘要
本發(fā)明屬于橋梁工程和機電技術領域，具體涉及一種大型橋梁振幅位移發(fā)電裝置及應用。本發(fā)明的大型橋梁振幅位移發(fā)電裝置，包括安裝于大型橋梁主梁靠近跨中位置的梁底上的大型磁鐵，建于河床上與磁鐵相對應位置的小塔頂部的多匝閉合線圈，多匝閉合線圈依次連接有恒幅整流裝置、蓄電池和逆變器。本發(fā)明所發(fā)的電力可以并入電網外，還可用來在夜間為橋梁照明，在冰凍天為結冰的橋面加熱除冰，確保橋面行車安全。
文檔編號H02K35/00GK102035347SQ201010612560
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權日2010年12月29日
發(fā)明者任振華, 曾憲桃, 梁橋 申請人:湖南工程學院