[发明专利]一种面内运动静电发电机有效
申请号: | 201811416601.5 | 申请日: | 2018-11-26 |
公开(公告)号: | CN109450289B | 公开(公告)日: | 2020-06-26 |
发明(设计)人: | 叶雄英;曹泽元;毕明朝;王诗文;吴子博 | 申请(专利权)人: | 清华大学 |
主分类号: | H02N1/08 | 分类号: | H02N1/08 |
代理公司: | 北京德琦知识产权代理有限公司 11018 | 代理人: | 谢安昆;宋志强 |
地址: | 100084*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 运动 静电 发电机 | ||
1.一种面内运动静电发电机,包括n对位于定子基底的定子电极、n个位于动子基底的驻极体,驻极体与定子电极形状相同,其中,n为自然数,其特征在于,
所述n对定子电极间隔地分别相连于第一导电部、第二导电部;
第一导电部或第二导电部具有至少一个第一触指部;
该第一触指部、与第一触指部具有间隙的一个第二触指部形成一个开关电极对,所述开关电极对被位于动子上的碳刷接触时使得第一触指部与第二触指部形成电连接,以将通过开关电极对所形成电连接的定子电极与发电机的第一输出端形成电连接;
未通过开关电极对所形成电连接的定子电极与发电机的第二输出端形成电连接。
2.如权利要求1所述的静电发电机,其特征在于,所述静电发电机还包括有一将所述开关电极对的通断作为电源开关的电源管理电路,该电路的整流输入端与发电机的输出端相连,整流电路的输出端串联有一电感和一电容,电容的两端向负载提供输出端口。
3.如权利要求1所述的静电发电机,其特征在于,所述定子电极为由内径为r0、外径为r、数量为2n的周向方向均匀排列的等圆心角的扇环状电极组成;
所述第一导电部包括,小于所述内径的第一电极环、以及第一电极环周向方向均匀排列有n个沿径向、向圆心方向的反方向延展至第一扇环状电极内弧的第一连接部,
所述第二导电部包括,大于外径的第二电极环、以及第二电极环周向方向均匀排列有n个沿径向向圆心方向延展至第二扇环状电极外弧的第二连接部。
4.如权利要求3所述的静电发电机,其特征在于,所述第二电极环周向均匀排列2n个沿径向、向圆心方向的反方向延展一定长度的第一触指部;
内径大于第一触指部外包络半径的第三电极环周向均匀排列2n个沿径向、向圆心方向延展长度不触及第二电极环的第二触指部;
第一触指部与第二触指部交错分布、并在交错处形成有所述间隙,所述间隙的大小适配于动子上所安装的碳刷与定子接触面大小;
所述开关电极对的中心线与扇环状电极中心线平行,并且处于扇环状电极中心线附近。
5.如权利要求3所述的静电发电机,其特征在于,所述第二电极环的第二连接部附近沿径向、向圆心方向的反方向延展一定长度的一个所述第一触指部,
与所述第一触指部交错排列、并在交错处形成有所述间隙的一个所述第二触指部;
所述间隙的大小适配于动子上所安装的碳刷与定子接触面大小;
所述开关电极对的中心线与扇环状电极中心线平行,并且处于扇环状电极中心线附近;
所述动子包括以开关电极对至扇环状电极圆心的距离为半径、以扇环状驻极体圆心的圆周的周向方向均匀排列的2n个碳刷,所述碳刷位于在驻极体的中心线和两驻极体之间的对称线上。
6.如权利要求3所述的静电发电机,其特征在于,所述第一电极环周向均匀排列2n个沿径向、向圆心方向延展一定长度的第一触指部;
内径小于第一触指部包络半径的第三电极环周向均匀排列2n个沿径向、向圆心方向延展长度不触及第一电极环的第二触指部;
第一触指部与第二触指部交错分布、并在交错处形成有所述间隙,所述间隙的大小适配于动子上所安装的碳刷与开关电子对接触面大小;
所述开关电极对的中心线与扇环状电极中心线平行,并且处于扇环状电极中心线附近。
7.如权利要求4或5所述的静电发电机,其特征在于,所述第二电极环具有一使得与所述第一扇环状电极连接至所述第一输出端的缺口,
所述缺口附近的第一扇环状电极具有延其一侧边以实现电连接的宽度、向圆心方向的反方向沿缺口中心线延展至所述第一输出端的第三连接部;
位于缺口附近的一开关电极对的第二触指部具有以实现电连接的宽度延展至所述第二输出端的第四连接部。
8.如权利要求6所述的静电发电机,其特征在于,所述第二电极环以实现电连接的宽度、向圆心方向的反方向延展至所述第二输出端的第四连接部;
所述第一输出端通过过孔、经过位于定子基底背面导体与位于第三电极环的一过孔相连。
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