[发明专利]一种用于风力发电机叶片监测系统供电的液体耦合激励俘能器

摘要

本发明涉及一种用于风力发电机叶片监测系统供电的液体耦合激励俘能器，属压电发电领域。内外筒壁两端通过安装左右壁板构成工作腔并填充有液体；外筒壁内侧设有分流器，左右壁板上分别设有左右推流板，内筒外缘轴台两端装有由压电振子和限位框构成发电单元；压电振子由金属基板和压电晶片粘接而成，压电晶片靠近限位框安装，分流器位于两发电单元之间且压电振子靠近分流器；对称安装的左右推流板与其相邻发电单元中的压电振子靠近安装。优势特色利用分流器及推流板改变液体流动状态实现压电振子激励，无刚性接触冲击、无电磁干扰、无需外界固定支撑，尤其适于要求无电磁干扰的场合；压电晶片仅承受范围可控的压应力作用，发电能力强、可靠性高。

主权项

一种用于风力发电机叶片监测系统供电的液体耦合激励俘能器，其特征在于：内筒筒壁两端分别安装有左壁板、右壁板，外筒筒壁两端分别与左壁板、右壁板相连，左壁板、右壁板、内筒及外筒构成工作腔，工作腔中填充有低粘度液体；内筒套在主轴上，主轴端部固定有压板，压板压靠在右壁板上；外筒筒壁内侧均布地设有N个分流器，左壁板上均布地设有N个左推流板、右壁板上均布地设有N个右推流板，内筒筒壁外缘轴台两端都均布地装有2N个发电单元，N＝1～5；发电单元由一个压电振子和一个限位框构成，压电振子由金属基板和压电晶片粘接而成；压电晶片长度和宽度分别小于限位框空腔的长度和宽度，金属基板长度和宽度分别大于限位框空腔的长度和宽度，压电晶片靠近限位框安装且其中一端安装于限位框空腔内；位于内筒筒壁外缘轴台两端的同一轴截面内的两个发电单元对称安装，分流器位于两个对称安装的发电单元之间，且压电振子靠近分流器安装；分流器的两个分流板间存在60～120度的分流角；左推流板与左壁板间存在左推流角，右推流板与右壁板间存在右推流角，左推流角和右推流角相等且其取值范围为30～60度；左推流板和右推流板对称安装，左推流板和右推流板与其在圆周上相邻的分流器间的夹角为180/N度；左推流板和右推流板分别与其相邻的发电单元中的压电振子靠近安装；限位框的限位面为圆弧曲面且其曲率半径R为：其中，α＝hm/hp为厚度比，hm和hp分别为金属基板和压电晶片的厚度；压电晶片为0.2mm～0.3mm厚的PZT4，金属基板为铍青铜且厚度比范围为1～2.5；工作过程中，主轴端部法兰经螺钉安装在风力发电机叶片或旋转轴上并随之旋转，压电振子、分流器、左推流板及右推流板随主轴转动；工作腔内的液体在其自身惯性力作用下处于工作腔底部，在分流器、左推流板及右推流板未转入液体内部时，液体处于相对静止状态。