專利名稱：大型橋梁振幅位移發(fā)電裝置及應(yīng)用的制作方法
大型橋梁振幅位移發(fā)電裝置及應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于橋梁工程和機(jī)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大型橋梁振幅位移發(fā)電裝 置及應(yīng)用。
背景技術(shù)：
至2009年底，我國公路橋梁達(dá)到53. 36萬座，2039. 91萬延米。其中，特大橋為 1036座，171. 45萬延米；大橋為30982座，638. 58萬延米；中橋為12. 11萬座，607. 30萬 延米；小橋為38. 05萬座，622. 57萬延米。特大橋的單孔跨徑大于150米，大橋的單孔跨 徑為40—150米，中橋的單孔跨徑為20— 40米，按照有關(guān)規(guī)定，各類橋梁的跨中撓度為其 跨徑的1/600—1/250不等，橋梁的撓度在80—500mm之間。當(dāng)汽車通過橋梁時，其靜撓度Λ和動撓度\如圖1所示。因此，橋梁在移動荷載作用下產(chǎn)生的動撓度比在靜荷載作用下的撓度大，用動力系數(shù)《 =7，<表示。此時橋梁的振幅位移7 =— 。如何有效利用汽車通過橋梁時產(chǎn)生的振幅位移，并將之轉(zhuǎn)化為電能，將具有顯著的社會經(jīng)濟(jì) 和環(huán)境效益。
根據(jù)電磁學(xué)原理，如圖2所示，把線圈的兩端和一電流計G連成一個閉合回路，若 將一磁鐵插入線圈或從線圈中抽出，即兩者發(fā)生相對運動時，電流計的指針將發(fā)生偏轉(zhuǎn)。電 流計的指針偏轉(zhuǎn)方向與線圈、磁鐵兩者相對運動的方向有關(guān)。因此，當(dāng)通過一個閉合導(dǎo)電回 路所圍面積的磁通量發(fā)生變化時，不管這種變化是由于什么原因引起的，回路中將有電流 產(chǎn)生
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個目的在于利用上述原理，提供一種利用橋面行車引起橋梁動態(tài) 振幅位移的發(fā)電裝置。
本發(fā)明的第一個目的是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的該大型橋梁振幅位移發(fā)電 裝置，它包括安裝于大型橋梁主梁靠近跨中位置的梁底上的大型磁鐵，建于河床上與磁鐵 相對應(yīng)位置的小塔頂部的多匝閉合線圈，多匝閉合線圈依次連接有恒幅整流裝置、蓄電池 和逆變器。
本發(fā)明的第二個目的是提供一種如上所述的大型橋梁振幅位移發(fā)電裝置的應(yīng)用， 即將逆變器的輸出端并入電網(wǎng)。
本發(fā)明的第三個目的是提供又一種如上所述的大型橋梁振幅位移發(fā)電裝置的應(yīng) 用，即將逆變器的輸出端連接到電燈照明系統(tǒng)，用于橋面夜間照明。
本發(fā)明的第四個目的是提供再一種如上所述的大型橋梁振幅位移發(fā)電裝置的應(yīng) 用，即將逆變器的輸出端連接到電熱棒，用于橋面結(jié)冰時的加熱除冰。
本發(fā)明采用了汽車運動引起橋梁跨中動態(tài)振動撓度進(jìn)行位移發(fā)電，可以有效地利3用汽車在橋梁上行進(jìn)時，橋梁的振幅位移帶動磁極與固定于塔架上的閉合線路作相對運 動，將振蕩力轉(zhuǎn)換為電能形式；并且，通過加裝磁力發(fā)電機(jī)后，磁極受到的阻力可減少橋梁 的位移幅度，有利于橋面行車的平順性；所發(fā)的電力除并入電網(wǎng)外，還可用來在夜間為橋梁 照明，在冰凍天為結(jié)冰的橋面加熱除冰，確保橋面行車安全。


圖1是橋梁上受移動荷載的變位圖。
圖2是磁鐵與線圈做相對運動時的實驗示意圖。
圖3是本發(fā)明實施例的原理結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
參見圖3，本實施例中，將大型磁鐵固定于大型橋梁主梁靠近跨中位置的梁底上， 將多匝閉合線圈固定于位于河床上的可移拆小塔塔頂，當(dāng)橋梁上有汽車通過時，橋梁的振 幅撓度帶動磁鐵與閉合線圈作相對運動，將震蕩力轉(zhuǎn)化為電能。與多匝閉合線圈連接的恒 幅整流裝置利用變速恒幅技術(shù)將振蕩力轉(zhuǎn)化成的交變電流整流成幅值確定的直流電。恒幅 整流裝置的輸出端連接到蓄電池上，這樣，便利用蓄電池將間歇運動發(fā)電而得到的電能集 中起來，再通過與蓄電池連接的逆變器轉(zhuǎn)換后，形成可以利用的電能形式。
本發(fā)明所產(chǎn)生的電能可以并入電網(wǎng)，也可以平時夜間用于橋面照明，也可以冰凍 天用于為結(jié)冰的橋面加熱除冰，確保行車安全并延長橋梁的使用壽命。
權(quán)利要求
1.一種大型橋梁振幅位移發(fā)電裝置，其特征在于它包括安裝于大型橋梁主梁靠近跨 中位置的梁底上的大型磁鐵，建于河床上與磁鐵相對應(yīng)位置的小塔頂部的多匝閉合線圈， 多匝閉合線圈依次連接有恒幅整流裝置、蓄電池和逆變器。
2.一種如權(quán)利要求1所述的大型橋梁振幅位移發(fā)電裝置的應(yīng)用，其特征在于將逆變 器的輸出端并入電網(wǎng)。
3.—種如權(quán)利要求1所述的大型橋梁振幅位移發(fā)電裝置的應(yīng)用，其特征在于將逆變 器的輸出端連接到電燈照明系統(tǒng)，用于橋面夜間照明。
4.一種如權(quán)利要求1所述的大型橋梁振幅位移發(fā)電裝置的應(yīng)用，其特征在于將逆變 器的輸出端連接到電熱棒，用于橋面結(jié)冰時的加熱除冰。
全文摘要
本發(fā)明屬于橋梁工程和機(jī)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大型橋梁振幅位移發(fā)電裝置及應(yīng)用。本發(fā)明的大型橋梁振幅位移發(fā)電裝置，包括安裝于大型橋梁主梁靠近跨中位置的梁底上的大型磁鐵，建于河床上與磁鐵相對應(yīng)位置的小塔頂部的多匝閉合線圈，多匝閉合線圈依次連接有恒幅整流裝置、蓄電池和逆變器。本發(fā)明所發(fā)的電力可以并入電網(wǎng)外，還可用來在夜間為橋梁照明，在冰凍天為結(jié)冰的橋面加熱除冰，確保橋面行車安全。
文檔編號H02K35/00GK102035347SQ201010612560
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者任振華, 曾憲桃, 梁橋 申請人:湖南工程學(xué)院