专利名称：一种压电式风力发电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型专利属于风カ发电领域，特别是ー种压电式风カ发电装置。
技术背景风能作为ー种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视，其蕴量巨大，越来越多的人在研究风カ发电。风カ发电效果明显，我国新能源战略也开始把大力发展风カ发电设为重点。但传统的风カ发电装置体积大，设备建设成本高，需要巨大的投资。虽然也有一些小体积的风能发电机，但是转换效率一般都比较低，所需能量往往风能不足够提供。而且，大多数风カ发电离不开电磁发电机，现在，需要有ー种新的发电形式，来改变目前的发电状況。
发明内容本实用新型的目的在于解决上述问题，提供ー种结构简单、成本低，可以利用压电材料发电的压电式风カ发电装置。具体是通过以下技术方案实现的ー种压电式风カ发电装置，包括调速开关、风能收集器、集约通道、发电装置、整流电路。所述调速开关用于检测风速，根据风速大小来控制通风量；所述风能收集器安装在风ロ，呈喇叭状，用于收集放大风能；所述集约通道与风能收集器相连，可以使风カ更加均匀、集中；所述发电装置包括压电载体和压电片组成，风吹向发电装置，通过调速开关，引起压电载体的风致共振，风致共振引起压电片载体的弯曲振动，使压电片产生形变，从而产生电压和电流；所述整流电路采用桥式整流电路，将产生的交流电转换成直流电，同时，通过电流叠加技术对多个压电片产生的电流进行叠加，使其产生更大的电流，由外部电路进行收集、存储或利用。本实用新型比较现有技术的优点I.本实用新型利用风能收集器提高风能采集密度，通过集约通道使风能均匀集中；2.本实用新型设计有离心式调速开关，通过控制通风量，能自动反馈调节转速，维持与压电载体ー阶固有频率相等的转动频率，产生幅值恒定的电压和电流，且能防止因风速过大而造成发电装置承受的载荷超过许用载荷而造成的破坏；3.本实用新型利用风致共振原理，采用压电陶瓷材料，利用压电效应发电，原理简单，成本低廉，噪声小，无污染，可靠性高。
图I是本实用新型所述ー种压电式风カ发电装置的示意图；图2是本实用新型所述调速开关的主视图；图3是本实用新型所述调速开关的左视图。
具体实施方式
下面结合实施例附图对本实用新型做进ー步说明。如图I所不，I—调速开关；2—风能收集器；3—集约通道；4一发电装置；5—整流电路；6—压电载体；7—压电片。本实用新型所述的ー种压电式风カ发电装置，包括调速开关I、风能收集器2、集约通道3、发电装置4、整流电路5。所述调速开关I用于检测风速，根据风速大小来控制通风量；所述风能收集器2安装在风ロ，呈喇叭状，用于收集放大风能；所述集约通道3与风能收集器2相连，可以使风カ更加均匀、集中；所述发电装置4包括压电载体6和压电片7组成，风吹向发电装置4，通过压电载体6的合理布置 ，引起压电载体6的风致振动，风致振动导致物体横向加振，引起涡流，进ー步使物体激起振动，继而导致真正的自激振动，发电装置4利用压电片发电原理，通过压电载体的振动，使压电片产生形变，从而产生电压和电流；所述整流电路5采用桥式整流电路，将产生的交流电转换成直流电，同时，通过电流叠加技术对多个压电片产生的电流进行叠加，使其产生更大的电流，由外部电路进行收集、存储或利用。如图2、3所示，I—固定架；2—滑块；3—旋转架；4ー轴承；5—竖轴；6—叶片；7—连杆；8—控制门。所述调速开关由固定架I、滑块2、旋转架3、轴承4、竖轴5、叶片6、连杆7、控制门8组成。叶片、旋转架在竖轴上，竖轴通过固定架固定，滑块与旋转架和轴承相连，可以在竖轴上滑动，连杆与轴承相连，控制门与连杆相连，通过连杆的控制可以沿轨道上下滑动，从而控制通风量。风吹动叶片转动，然后带动叶片、竖轴和旋转架一起转动。风速不定时，旋转架的转速也随之变动，于是滑块便在竖轴上上下滑动。滑块的移动会带动轴承上下移动，杠杆机构便会起作用，带动控制门上下移动，从而控制通风量。当风速较小时，旋转架转速慢，滑块处于靠下的位置，由连杆机构的作用使得控制门上移，通风量加大，获得更好的发电效果；当风速较大时，旋转架转速快，受到的离心カ随之变大，旋转半径増大，就会带动滑块上移，由连杆机构的作用使得控制门向下滑动，通风量减小，以防风速过大振坏压电材料。压电材料的压电效应的原理是，如果对压电材料施加压力，它便会产生电位差(称之为正压电效应)，反之施加电压，则产生机械应カ(称为逆压电效应)。如果压カ是ー种高频振动，则广生的就是闻频电流。本实用新型正是利用了压电材料的正压电效应。通过风使压电载体产生振动，从而使压电结构变形而产生电位差，并输出电信号，通过电路驱动用电器或者储存在电池中，供以后使用。当风吹来时，吹动叶片转动，调速开关根据风速大小来控制通风量，风能收集器对风能进行收集放大，然后让风进入风能集约通道，集约通道使风カ更加均匀、集中，随后风吹向发电装置，通过压电载体的合理布置，引起压电片载体的风致共振，风致共振使压电片产生高频振动，从而产生电能。最后通过外接电路，对所产生的电流进行整流、放大，传入用电器或蓄电池。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种压电式风力发电装置，包括调速开关、风能收集器、集约通道、发电装置、整流电路，其特征在于所述调速开关用于检测风速，根据风速大小来控制通风量；所述风能收集器安装在风口，呈喇叭状，用于收集放大风能；所述集约通道与风能收集器相连，可以使风力更加均匀、集中；所述发电装置包括压电载体和压电片组成，风吹向发电装置，通过调速开关，引起压电载体的风致共振，风致共振引起压电片载体的弯曲振动，使压电片产生形变，从而产生电压和电流；所述整流电路采用桥式整流电路，将产生的交流电转换成直流电，同时，通过电流叠加技术对多个压电片产生的电流进行叠加，使其产生更大的电流，由外部电路进行收集、存储或利用。
2.根据权利要求I所述的一种压电式风力发电装置，其特征在于所述调速开关由固定架、滑块、旋转架、轴承、竖轴、叶片、连杆、控制门组成，叶片、旋转架在竖轴上，竖轴通过固定架固定，滑块与旋转架和轴承相连，可以在竖轴上滑动，连杆与轴承相连，控制门与连杆相连，通过连杆的控制沿轨道上下滑动，从而控制通风量。
专利摘要本实用新型属于风力发电领域，公开了一种压电式风力发电装置。其特征在于调速开关用于检测风速，根据风速大小来控制通风量；风能收集器安装在风口，呈喇叭状，用于收集放大风能；集约通道与风能收集器相连，可以使风力更加均匀、集中；发电装置包括压电载体和压电片组成，风致振动使压电片产生电能；整流电路将产生的交流电转换成直流电，同时，通过电流叠加技术对多个压电片产生的电流进行叠加，使其产生加大的电流，由外部电路进行收集、存储或利用。
文档编号F03D9/00GK202645867SQ201220330059
公开日2013年1月2日 申请日期2012年7月10日 优先权日2012年7月10日
发明者刘灿昌, 刘灿德, 陈同同, 田一凡, 杜玉飞, 钱雪立, 许英姿 申请人:山东理工大学