[发明专利]一种用于风电齿轮箱监测系统供电的压电梁俘能器

摘要

本发明涉及一种用于风电齿轮箱监测系统供电的压电梁俘能器，属压电发电领域。转轮两侧通过左右端盖装有金属基板，金属基板的悬臂梁与压电晶片构成压电振子，压电振子上装有受激磁铁；齿轮轴置于转轮中心孔内且其端部与右端盖连接；齿轮轴与转轮环腔构成滑道，滑道内装有铁磁性激励器；转轮一侧压电振子数和激励器数都大于1时，两相邻压电振子间夹角和两相邻激励器中心与转轮回转中心连线间的夹角不能互为整数倍；转轮两侧及其相邻的端盖侧面都设有限位面和沉槽。优势特色无需固定支撑、结构简单且激励器所受转动力小；压电振子结构合理且变形后各点应力相同，发电量大、可靠性高、有效频带宽；可作为标准部件用于悬臂轴齿轮及多齿轮共轴场合。

主权项

一种用于风电齿轮箱监测系统供电的压电梁俘能器，其特征在于：转轮两侧分别装有左端盖和右端盖，左端盖及右端盖与转轮侧壁间都压接金属基板，金属基板上的悬臂梁与所粘接的压电晶片构成压电振子，压电振子自由端装有受激磁铁，受激磁铁置于压电振子对称中心上且靠近转轮安装，受激磁铁置于转轮侧面的长方形导槽中；齿轮的悬臂轴置于转轮中心孔内且端部与右端盖连接；悬臂轴与转轮中心孔之间设有密封圈，悬臂轴与转轮上的环腔构成滑道，滑道内填充有润滑油、装有球形的铁激励器或磁激励器；磁激励器数量大于1时，两相邻磁激励器之间放置有非铁磁性材料的隔离器；转轮一侧压电振子数和激励器数都大于1时，两相邻压电振子对称中心线间夹角和两相邻激励器中心与转轮回转中心连线间的夹角不能互为整数倍；转轮两侧及其相邻的左右端盖侧面都设有形状、尺度及数量相同的限位面和沉槽；限位面位于沉槽的端面上，转轮左右两侧的沉槽与其相邻的左端盖或右端盖侧面的沉槽正对安装；长方形导槽位于转轮左右两侧沉槽的底壁上且靠近转轮的中心孔；沉槽平面尺寸大于压电晶片、小于金属悬臂梁；限位面为圆弧面且其合理的曲率半径取决于金属基板及压电晶片的材料及厚度；压电晶片为0.2～0.3mm的PZT4、金属基板为铍青铜，金属基板与压电晶片的厚度之比为1～2.5；限位面的合理曲率半径为其中α＝hm/hp为厚度比，hm和hp分别为金属基板和压电晶片厚度。