[实用新型]桥梁支座下内置压电发电装置

说明书

技术领域

本实用新型属于桥梁工程和机电技术领域，具体涉及一种桥梁支座下内置压电发电装置。

背景技术

据有关资料统计，自上个世纪90年代以来，我国每年开工建设桥梁有1万多座；至2009年底，我国公路桥梁达到53.36万座，2039.91万延米。其中，特大桥为1036座，171.45万延米；大桥为30982座，638.58万延米；中桥为12.11万座，607.30万延米；小桥为38.05万座，622.57万延米。铁路桥梁有8万余座，中国在建和即将开工建设的客运专线规模达到9700km，其中桥梁比重近50%。公路和铁路桥梁的建设速度和规模世所罕见。每天奔驰在桥梁上的汽车和列车不断增加，使桥梁振动频繁，主梁支座上的压力大小变换迅速，量级巨大，这种支座压力大小变换中蕴含着丰富的能量，如果将这种压力大小变换产生的能量转换成电能，将是一笔巨大的财富，同时也是本实用新型的创新立意所在。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种利用机动车通过桥梁时在桥梁支座上产生的变化的压力并通过力电转化元件将之转化为电能的桥梁支座下的内置压电发电装置。

本实用新型的目的是通过如下的技术方案来实现的：该桥梁支座下内置压电发电装置，它包括若干个安装于桥主梁支座下面、固定于桥墩上的压电装置，各压电装置通过电线串联起来，并连接到功率模块上，功率模块与能量存储电路相连，能量存储电路连接到蓄电池或负载上，功率模块还与控制模块相连。

更具体地说，所述压电装置包括一组由矢量转换材料制成的压电陶瓷体和力与位移控制器。

所述控制模块中，设有控制器及功率调节装置。

本实用新型有效地利用了车辆通过桥梁时在桥梁支座上产生的压力能量，并将其转化为电能。通过全桥式能量存储电路，为蓄电池充电，或直接为用电设备提供电能，用电设备可以是LED路灯，应用于桥面夜间照明。并且，由于桥墩上加装了力与位移控制器，使车辆通过桥梁时更加平稳，增加了车辆乘坐的舒适性和桥梁的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型实施例的原理结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。

参见图1，本实施例中，在桥面及主梁1下面的桥墩3上固定有一个以上的压电装置2，各压电装置2通过电线8串联起来后，再连接到功率模块4上，功率模块4与能量存储电路6相连，同时功率模块4由与之连接的控制模块5控制，能量存储电路6连接到蓄电池或负载7上。

安放于桥面及主梁1下端、固定于桥墩3上的压电装置2，是由在强大机械力作用下可产生瞬间高压电的矢量转换材料制成的压电陶瓷体和力与位移控制器共同构成。

控制模块5中，设有控制器及功率调节装置，该控制器及功率调节装置包括控制输入端与功率模块输入端。功率模块4可调整、转换压电装置2产生的电流。

能量存储电路6采用全桥整流电路，电流经过该电路后可以直接存储到蓄电池中，或驱动负载工作。

本实用新型的工作过程如下：当车辆通过桥面时，桥面负荷发生变化，桥面及桥主梁在车辆荷载作用下上下振动，桥梁支座上的压力随通过车辆的载重不同而发生变化，变化的压力在压电陶瓷体中产生压电效应，即在压电装置2中产生电流，形成“车流电场”。将多个压电装置2串联后产生的电能，收集起来由电线8送到功率模块4中。功率模块4的主要作用是完成电流的调整、转换，它由控制模块5进行控制。调整之后的电流，接着被送到能量存储电路6中进行进一步的整流、稳压处理后送到蓄电池进行存储或直接驱动负载。

上述负载可以为LED路灯，应用于桥面夜间照明。同时还可以将发出的电能再通过逆变设备直接输送入电网。