CN103337986B - 一种旋转式波浪能压电发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明一种旋转式波浪能压电发电装置属于新能源技术领域，涉及一种旋转式波浪能压电发电装置，用于收集海洋波浪能将其转化成电能的装置。该装置由一级换能部件、中间转换部件、二级换能部件和密封组件组成。一级换能部件由阻尼板，滑动轴，阻尼板紧固螺母，浮漂体，上下滑套，上下平衡弹簧，中间支架和上支架组成。二级换能部件中的宽频旋转压电发电机共有6种结构形式，每一种宽频旋转压电发电机中阵列的压电悬臂梁固有频率均不同，因而频带宽较宽。中间转换部件可有效地将低频的直线运动转换成高频的旋转运动，发电效率较高。该装置具有响应频带宽，发电效率高的特点，不需要控制***，可最大限度地吸收海洋波浪能。
Description
技术领域
本发明属于新能源技术领域，涉及一种旋转式波浪能压电发电装置，用于收集海洋波浪能将其转化成电能的装置。
背景技术
人类对海洋环境及安全的监控日益加强，海洋无线传感网节点的供能问题迫切需要解决。传统的供能方式包括太阳能、锂电池、化学电池等，太阳能发电易受海洋天气影响；锂电池需要不断更换；化学电池需要更换电极以及存在污染环境的危险。海洋波浪能是一种品质较高的可再生清洁能源，蕴藏量巨大。收集波浪能为海洋无线传感网节点供能是一种极具潜力的方式。目前，海洋波浪发电主要的技术包括点吸收式技术、振荡水柱技术、漫顶式技术、水中压力差技术等等。目前有少量波浪能产品达到实用化水平，有英国的Pelamis波能装置等。总体来看，海洋波浪能装置体型巨大、成本较高、通常需要辅助控制***，不适合为无线传感网节点或微型电子器件提供能量。
利用压电技术收集海洋波浪能为海洋无线传感网节点或微型电子器件供能是一种理想的方式。褚金奎等人发明了一种直线式压电波浪能发电装置，申请号为201110112353.7，发明名称为：一种利用海浪发电的装置。该发明的缺点是发电装置的频带宽较窄，换能效率不高。杜小振等人发明了一种利用压电堆进行发电的装置，申请号：201110414908.3，发明名称为：小型海洋压电发电装置。该发明的缺点是发电装置的工作频率较低，效率低。目前，利用压电材料收集海洋波浪能的相关技术主要存在的问题是发电装置响应带宽较窄，发电效率较低。
发明内容
本发明要解决的技术难题是克服现有技术的缺陷，发明一种旋转式波浪能压电发电装置，由于采用一级换能部件、中间转换部件和二级换能部件，使该装置响应频带宽，发电效率高，能够适用海洋波浪能随机变化的特点，且该装置不需要控制***，可最大限度地吸收海洋波浪能。
本发明所采用的技术方案是一种旋转式波浪能压电发电装置，其特征是，该装置由一级换能部件、中间转换部件、二级换能部件和密封组件组成；所述一级换能部件由阻尼板1，滑动轴2，阻尼板紧固螺母18，浮漂体3，上、下滑套14、5，上、下平衡弹簧12、6，中间支架7和上支架16组成；所述中间换能部件由齿条8，齿轮9和轴17组成；所述二级换能部件，由电机支架，宽频旋转压电发电机11，整流桥21和电路箱15组成；所述密封组件由密封圈4和密封罩13组成；
所述一级换能部件中，阻尼板1利用阻尼板紧固螺母18固定在滑动轴2一端；中间支架7和滑动轴2刚性连接在一起；电机支架固定在浮漂体3上部，上支架16固定在电机支架上部。上滑套14固定在上支架16下部，下滑套5固定在浮漂体3上部；上平衡弹簧12安装在上滑套14和中间支架7之间；下平衡弹簧6安装在下滑套5和中间支架7之间；滑动轴2在上、下滑套14、5内滑动；
所述密封组件中，密封圈4由下滑套5固定在浮漂体3内部，密封罩13固定在浮漂体3上部；
所述中间换能部件中，中间换能部件及宽频旋转压电发电机11呈左右对称分布；齿条8固定在中间支架7上，齿轮9和轴17同步转动，利用轴承将轴17固定在电机支架上，齿条8与齿轮9相互啮合；
所述二级换能部件中，宽频旋转压电发电机11由驱动轮11a，若干个永磁铁11b，若干个压电悬臂梁11c、支架及紧固件组成；所述紧固件为支架紧固螺栓19a和支架紧固螺母19b或支架紧固螺钉20；利用紧固件实现支架与电机支架的固定；若干个永磁铁11b均匀阵列在驱动轮11a四周；驱动轮11a与轴17同步转动；若干个固有频率不同的压电悬臂梁11c均匀阵列在支架上，每一个压电悬臂梁11c的自由端都固定有永磁铁11b；轴17与支架轴线重合，支架固定在电机支架上；整流桥21将压电悬臂梁11c产生的交流电转换成直流电给负载R供能；电路箱15安装在上支架16上。
所述的一种旋转式波浪能压电发电装置，其特征是，所述二级换能部件中，所述支架有第一种支架11d、第二种支架11d′或第三种支架11d″；第一种支架11d四周均匀分布着一圈平行轴向的若干个支撑臂；第二种支架11d′四周均匀分布着两圈平行轴向的若干个支撑臂；第三种支架11d″四周均匀分布着指向轴心的若干个支撑臂；电机支架有第一种电机支架10、第二种电机支架10′或第三种电机支架10″；三种电机支架都对轴17进行定位，除此之外，第一种电机支架10利用固定臂10a固定第一种支架11d或第二种支架11d′；第二种电机支架10′利用左固定臂10a′和右固定臂10b′固定第一种支架11d或第二种支架11d′；第三种电机支架10″利用里固定臂10a″和外固定臂10b″固定第三种支架11d″。
所述的一种旋转式波浪能压电发电装置，其特征是，所述二级换能部件中，宽频旋转压电发电机11共有6种结构形式，这6种结构形式分别为Ⅰ型宽频旋转压电发电机、Ⅱ型宽频旋转压电发电机、Ⅲ型宽频旋转压电发电机、Ⅳ型宽频旋转压电发电机、Ⅴ型宽频旋转压电发电机和Ⅵ型宽频旋转压电发电机；每一种结构形式的宽频旋转压电发电机11中阵列的压电悬臂梁11c固有频率均不同；
在所述Ⅰ型宽频旋转压电发电机中，轴17定位在第一种电机支架10上；利用支架紧固螺栓19a和支架紧固螺母19b将第一种支架11d和第一种电机支架10固定在一起。驱动轮11a在压电悬臂梁11c阵列的内侧，驱动轮11a四周均匀分布的永磁铁11b与对应的压电悬臂梁端部的永磁铁11b径向对齐；
在所述Ⅱ型宽频旋转压电发电机中，轴17定位在第一种电机支架10上；利用支架紧固螺栓19a和支架紧固螺母19b将第一种支架11d和第一种电机支架10固定在一起；驱动轮11a在压电悬臂梁11c阵列的左侧，驱动轮11a四周均匀分布的永磁铁11b与对应的压电悬臂梁端部的永磁铁11b轴向对齐；
所述Ⅲ型宽频旋转压电发电机中，轴17定位在第二种电机支架10′上；利用支架紧固螺栓19a和支架紧固螺母19b将第一种支架11d和第二种电机支架10′固定在一起；压电悬臂梁11c阵列及Ⅰ型支架11d关于驱动轮11a左右对称分布；驱动轮11a四周均匀分布的永磁铁11b与对应的压电悬臂梁端部的永磁铁11b轴向对齐；
在所述Ⅳ型宽频旋转压电发电机中，轴17定位在第一种电机支架10上；利用支架紧固螺栓19a和支架紧固螺母19b将第一种电机支架10和第二种支架11d′固定在一起；驱动轮11a在外圈的压电悬臂梁11c阵列内侧，在内圈的压电悬臂梁11c阵列左侧；驱动轮11a四周均匀分布的永磁铁11b与对应的外圈的各压电悬臂梁端部永磁铁径向对齐；驱动轮11a，驱动轮11a四周均匀分布的永磁铁11b与对应的内圈的各压电悬臂梁端部永磁铁轴向对齐；
所述Ⅴ型宽频旋转压电发电机中，轴17定位在第二种电机支架10′上；用支架紧固螺栓19a和支架紧固螺母19b将第二种电机支架10′和第二种支架11d′固定；压电悬臂梁11c阵列及第二种支架11d′关于驱动轮11a左右对称分布；在每一侧的结构中，在内圈的压电悬臂梁11c端部永磁铁11b与对应在外圈的压电悬臂梁11c端部永磁铁11b径向对齐；
所述Ⅵ型宽频旋转压电发电机中，轴17定位在第三种电机支架10″上；用支架紧固螺钉20将第三种支架11d″固定在第三种电机支架10″上；各压电悬臂梁11c朝向驱动轮11a旋转中心；驱动轮11a在第三种支架11d″内部，驱动轮11a四周均匀分布的永磁铁11b与对应的各压电悬臂梁11c端部的永磁铁径向对齐。
本发明的显著效果是宽频旋转压电发电机11中阵列压电悬臂梁11c的固有频率均不同，因而响应频带较宽；中间转换部件可有效地将低频的直线运动转换成高频的旋转运动，发电效率较高。该装置具有响应频带宽，发电效率高的特点，可有效收集不稳定的海洋波浪能。
附图说明
附图1表示旋转式波浪能压电发电装置结构示意图；附图2表示旋转式波浪能压电发电装置剖视图；附图3表示中间转换部件结构示意图；附图4表示Ⅰ型宽频旋转压电发电机结构简图；附图5表示Ⅱ型宽频旋转压电发电机结构简图；附图6Ⅲ宽频旋转压电发电机结构简图；附图7Ⅳ宽频旋转压电发电机结构简图；附图8Ⅴ宽频旋转压电发电机结构简图；附图9Ⅵ宽频旋转压电发电机结构简图；附图10压电悬臂梁阵列处理电路。
其中，1-阻尼板，2-滑动轴，3-浮漂体，4-密封圈，5-下滑套，6-下平衡弹簧，7-中间支架，8-齿条，9-齿轮，10-第一种型电机支架，10a-固定臂，10′-第二种电机支架，10a′-左固定臂，10b′-右固定臂，10″-第三种电机支架，10a″-里固定臂，10b″-外固定臂，11-宽频旋转压电发电机，11a-驱动轮，11b-永磁铁，11c-压电悬臂梁，11d-第一种支架，11d′-第二种支架，11d″-第三种支架，12-上平衡弹簧，13-密封罩，14-上滑套，15-电路箱，16-上支架，17-轴，18-阻尼板紧固螺母，19a-支架紧固螺栓，19b-支架紧固螺母，20-支架紧固螺钉，21-整流桥。
具体实施方式
结合附图和技术方案详细说明本发明的具体实施方式。本发明一种波浪能旋转式压电发电装置，该装置由一级换能部件、中间转换部件、二级换能部件和密封组件组成。基本工作原理是利用一级换能部件将波浪能转换成直线形式的机械能；利用中间转换部件将直线形式的机械能转换成转动形式的机械能，利用二级转换部件将旋转形式的机械能转换成电能。
附图1表示波浪能旋转式压电发电装置结构示意图。参照附图1和附图2，本实施例中，滑动轴2末端加工了外螺纹。用两个阻尼板紧固螺母18可将阻尼板1固定在滑动轴2的下端，可根据需要，调整阻尼板1与滑动轴2的相对位置。浮漂体3为圆柱体，材料密度低于水密度，保证装置在使用时浮漂体上表面高于海平面。电机支架利用螺钉固定在浮漂体3上，上支架16和电机支架利用螺栓、螺母固定。电路箱15利用螺钉固定在上支架16上。上、下滑套14、5同轴心，对滑动轴2起到径向定位作用，滑动轴2仅能在上、下滑套14、5中滑动。中间支架7与滑动轴2通过焊接等方式固定在一起。
当发电装置放到海洋表面时，阻尼板1和浮漂体3在波浪力的作用下产生相对运动，阻尼板1带动中间支架7相对浮漂体3产生相对直线移动。当中间支架7相对浮漂体3从平衡位置向上运动时，压缩上平衡弹簧12，上平衡弹簧12因被压缩，产生反向推力，使中间支架7回到平衡位置。当中间支架7相对浮漂体3从平衡位置向下运动时，压缩下平衡弹簧6，下平衡弹簧6因被压缩，产生反向推力，也会使中间支架7回到平衡位置。上、下平衡弹簧12、6的刚度对换能装置的效率影响较大。
密封圈4对发电装置进一步密封，可避免海水经浮漂体3中间的通孔进入装置内部。密封罩13利用螺钉固定在浮漂体上部，能够有效避免海浪对内部装置的冲击以及海水进入装置内部。
参照附图3，齿轮(9)和齿条(8)相互啮合可将阻尼板(1)和浮漂体(3)的相对直线运动转换为齿轮(9)和电机支架的相对旋转运动；齿轮(9)和轴(17)的同步转动可通过普通平键及轴肩等结构实现。中间转换部件以及宽频旋转压电发电机11呈左右对称分布，有利于装置的平衡性以及设计的合理性。
在实际的海况条件下，阻尼板1与浮漂体3的相对运动位移幅值是不断变化的，甚至很小，中间转换部件可有效地将低频的直线运动转换成高频的旋转运动。
结合附图2、3、4、5、6、7、8、9、10，本发明中宽频旋转压电发电机11有六种不同形式结构，这些结构的特点是内部阵列的压电悬臂梁11c的固有频率均不同。宽频旋转压电发电机11的工作原理是，当齿轮9带动驱动轮11a旋转时，均布在驱动轮11a四周的永磁铁11b在压电悬臂梁11c自由端位置产生的磁场不断变化，压电悬臂梁11c自由端的永磁铁11b在变化磁场作用下受到的永磁力不断变化。永磁力由均布在驱动轮11a四周的永磁铁11b和固定在压电悬臂梁11c自由端的永磁铁的距离和磁极方向决定。压电悬臂梁11c在端部永磁铁11b带动下，不断产生交变应力，根据正压电效应，压电悬臂梁11c压电层上、下电极不断产生电流。可通过各自的整流桥21将电能供给负载R，相关的连接电路及电子器件放在电路箱15内。
Ⅰ型宽频旋转压电发电机结构简图如附图4所示。利用轴承和Ⅰ型电机支架10实现轴17的定位。利用支架紧固螺栓19a和支架紧固螺母19b将第一种支架11d和第一种电机支架10固定在一起。第一种支架11d的支撑臂长度可以相同，也可不同，主要目的为实现不同固有频率的压电悬臂梁11c在自由端对齐。压电悬臂梁11c自由端的位移受到激励轮11a与压电悬臂梁11c之间距离的限制，应避免压电悬臂梁11c自由端撞击到驱动轮11a上。驱动轮11a在压电悬臂梁11c阵列的内侧，可减小宽频旋转压电发电机11的轴向长度。
Ⅱ型宽频旋转压电发电机结构简图如附图5所示。利用轴承和第一种电机支架10实现轴17的定位。利用支架紧固螺栓19a和支架紧固螺母19b将第一种支架11d和第一种电机支架10固定在一起。第一种支架11d的支撑臂长度可以相同，也可不同，主要目的为实现不同固有频率的压电悬臂梁11c在自由端对齐。驱动轮11a在压电悬臂梁11c阵列的左侧，因此，压电悬臂梁11c自由端的位移不受驱动轮11a结构限制。
Ⅲ型宽频旋转压电发电机结构简图如附图6所示。利用轴承和第二种电机支架10′实现轴17的定位。利用支架紧固螺栓19a和支架紧固螺母19b将第一种支架11d和第二种电机支架10′固定在一起。第一种支架11d的支撑臂长度可以相同，也可不同，主要目的为实现不同固有频率的压电悬臂梁11c在自由端对齐。压电悬臂梁11c阵列及第一种支架11d关于驱动轮11a左右对称分布，可增加阵列压电悬臂梁11c的个数，提高宽频旋转压电发电机11的输出功率。
Ⅳ型宽频旋转压电发电机11的结构简图如附图7所示。利用轴承和第一种电机支架10实现轴17的定位。利用支架紧固螺栓19a和支架紧固螺母19b将第二种支架11d′和第一种电机支架10固定在一起。第二种支架11d′的支撑臂长度可以相同，也可不同，主要目的为实现内、外圈的压电悬臂梁11c的自由端各自分别对齐。第二种支架11d′四周均匀分布着二圈压电悬臂梁11c阵列，可增加阵列压电悬臂梁11c的个数，提高旋转压电发电机的输出功率。
Ⅴ型宽频旋转压电发电机结构简图如附图8所示。利用轴承和第二种电机支架10′实现轴17的定位。利用支架紧固螺栓19a和支架紧固螺母19b将第二种支架11d′和第二种电机支架10′固定在一起。第二种支架11d′的支撑臂长度可以相同，也可不同，主要目的为实现各压电悬臂梁11c的自由端各自分别对齐。压电悬臂梁11c阵列及第二种支架11d′关于驱动轮11a左右对称分布，可增加阵列压电悬臂梁11c的个数，提高宽频旋转压电发电机11的输出功率。
Ⅵ型宽频旋转压电发电机简图如附图9所示。利用轴承和第三种电机支架10″实现轴17的定位。利用两个左右分布的支架紧固螺钉20将第三种支架11d″固定在第三种电机支架10″上。第三种支架11d″的支撑臂长度可以相同，也可不同，主要目的为实现各压电悬臂梁11c自由端在圆周切向对齐。驱动轮11a在支架11d″内部，可大大降低宽频旋转压电发电机11的轴向尺寸。
图10表示压电悬臂梁11c阵列处理电路。各压电悬臂梁11c产生的交流电经整流桥21进行整流，得到的直流电并联直接为负载R供能。
各压电悬臂梁11c的固有频率不同，能够扩宽宽频旋转压电发电机11的响应带宽主要原因是：压电悬臂梁11c在共振驱动频率左右输出功率最大。当各压电悬臂梁11c的固有频率不同时，也就意味着共振驱动频率不同。对于由固有频率不同的压电悬臂梁11c组成的宽频旋转压电发电机11而言，其共振驱动频率分布在某一范围内，因而这种发电机具有很大的带宽。
本装置的中间换能部件可有效地将低频的直线运动转换成高频的旋转运动。驱动轮11a四周均匀分布的永磁铁11b能够进一步提高宽频旋转压电发电机11的输出功率，主要原因是：驱动轮11a四周均匀分布的永磁铁11b的个数决定着施加在压电悬臂梁11c端部作用力的频率。驱动轮11a四周均匀分布的永磁铁11b的个数越多，施加在压电悬臂梁11c端部作用力的频率越大，压电悬臂梁11c输出功率越高。利用中间换能部件和驱动轮11a四周均匀分布的永磁铁11b的结构能够大大增加宽频旋转压电发电机11的输出功率。使用时，整个波能装置可利用单根或多根系泊线作用在浮漂体上实现在海洋中定位。
本发明一种波浪能旋转压电发电装置，具有响应频带宽，发电效率高的优点，适合收集海洋波浪能，可为海洋无线传感网节点或低功耗电子器件提供能量。
Claims (3)
1.一种旋转式波浪能压电发电装置，其特征是，该装置由一级换能部件、中间转换部件、二级换能部件和密封组件组成；所述一级换能部件由阻尼板(1)，滑动轴(2)，阻尼板紧固螺母(18)，浮漂体(3)，上、下滑套(14、5)，上、下平衡弹簧(12、6)，中间支架(7)和上支架(16)组成；所述中间换能部件由齿条(8)，齿轮(9)和轴(17)组成；所述二级换能部件，由电机支架，宽频旋转压电发电机(11)，整流桥(21)和电路箱(15)组成；所述电机支架有第一种电机支架(10)、第二种电机支架(10′)或第三种电机支架(10″)；所述密封组件由密封圈(4)和密封罩(13)组成；
所述一级换能部件中，阻尼板(1)利用阻尼板紧固螺母(18)固定在滑动轴(2)一端；中间支架(7)和滑动轴(2)刚性连接在一起；电机支架固定在浮漂体(3)上部，上支架(16)固定在电机支架上部；上滑套(14)固定在上支架(16)下部，下滑套(5)固定在浮漂体(3)上部；上平衡弹簧(12)安装在上滑套(14)和中间支架(7)之间；下平衡弹簧(6)安装在下滑套(5)和中间支架(7)之间；滑动轴(2)在上、下滑套(14、5)内滑动；
所述密封组件中，密封圈(4)由下滑套(5)固定在浮漂体(3)内部，密封罩(13)固定在浮漂体(3)上部；
所述中间换能部件中，中间换能部件及宽频旋转压电发电机(11)呈左右对称分布；齿条(8)固定在中间支架(7)上，齿轮(9)和轴(17)同步转动，利用轴承将轴(17)固定在电机支架上，齿条(8)与齿轮(9)相互啮合；
所述二级换能部件中，宽频旋转压电发电机(11)由驱动轮(11a)，若干个永磁铁(11b)，若干个压电悬臂梁(11c)、支架及紧固件组成；所述支 架有第一种支架(11d)、第二种支架(11d′)或第三种支架(11d″)；所述紧固件为支架紧固螺栓(19a)和支架紧固螺母(19b)或支架紧固螺钉(20)；利用紧固件实现支架与电机支架的固定；若干个永磁铁(11b)均匀阵列在驱动轮(11a)四周；驱动轮(11a)与轴(17)同步转动；若干个固有频率不同的压电悬臂梁(11c)均匀阵列在支架上，每一个压电悬臂梁(11c)的自由端都固定有永磁铁(11b)；轴(17)与支架轴线重合，支架固定在电机支架上；整流桥(21)将压电悬臂梁(11c)产生的交流电转换成直流电给负载R供能；电路箱(15)安装在上支架(16)上。
2.如权利要求1所述的一种旋转式波浪能压电发电装置，其特征是，所述二级换能部件中，第一种支架(11d)四周均匀分布着一圈平行轴向的若干个支撑臂；第二种支架(11d′)四周均匀分布着两圈平行轴向的若干个支撑臂；第三种支架(11d″)四周均匀分布着指向轴心的若干个支撑臂；第一种电机支架(10)利用固定臂(10a)固定第一种支架(11d)或第二种支架(11d′)；第二种电机支架(10′)利用左固定臂(10a′)和右固定臂(10b′)固定第一种支架(11d)或第二种支架(11d′)；第三种电机支架(10″)利用里固定臂(10a″)和外固定臂(10b″)固定第三种支架(11d″)。
3.如权利要求1或2所述的一种旋转式波浪能压电发电装置，其特征是，所述二级换能部件中，宽频旋转压电发电机(11)共有6种结构形式，这6种结构形式分别为Ⅰ型宽频旋转压电发电机、Ⅱ型宽频旋转压电发电机、Ⅲ型宽频旋转压电发电机、Ⅳ型宽频旋转压电发电机、Ⅴ型宽频旋转压电发电机和Ⅵ型宽频旋转压电发电机；每一种结构形式的宽频旋转压电发电机(11)中阵列的压电悬臂梁(11c)固有频率均不同；
在所述Ⅰ型宽频旋转压电发电机中，轴(17)定位在第一种电机支架(10) 上；利用支架紧固螺栓(19a)和支架紧固螺母(19b)将第一种支架(11d)和第一种电机支架(10)固定在一起；驱动轮(11a)在压电悬臂梁(11c)阵列的内侧，驱动轮(11a)四周均匀分布的永磁铁(11b)与对应的压电悬臂梁端部的永磁铁(11b)径向对齐；
在所述Ⅱ型宽频旋转压电发电机中，轴(17)定位在第一种电机支架(10)上；利用支架紧固螺栓(19a)和支架紧固螺母(19b)将第一种支架(11d)和第一种电机支架(10)固定在一起；驱动轮(11a)在压电悬臂梁(11c)阵列的左侧，驱动轮(11a)四周均匀分布的永磁铁(11b)与对应的压电悬臂梁端部的永磁铁(11b)轴向对齐；
所述Ⅲ型宽频旋转压电发电机中，轴(17)定位在第二种电机支架(10′)上；利用支架紧固螺栓(19a)和支架紧固螺母(19b)将第一种支架(11d)和第二种电机支架(10′)固定在一起；压电悬臂梁(11c)阵列及第一种支架(11d)关于驱动轮(11a)左右对称分布；驱动轮(11a)四周均匀分布的永磁铁(11b)与对应的压电悬臂梁端部的永磁铁(11b)轴向对齐；
在所述Ⅳ型宽频旋转压电发电机中，轴(17)定位在第一种电机支架(10)上；利用支架紧固螺栓(19a)和支架紧固螺母(19b)将第一种电机支架(10)和第二种支架(11d′)固定在一起；驱动轮(11a)在外圈的压电悬臂梁(11c)阵列内侧，在内圈的压电悬臂梁(11c)阵列左侧；驱动轮(11a)四周均匀分布的永磁铁(11b)与对应的外圈的各压电悬臂梁端部永磁铁径向对齐；驱动轮(11a)，驱动轮(11a)四周均匀分布的永磁铁(11b)与对应的内圈的各压电悬臂梁端部永磁铁轴向对齐；
所述Ⅴ型宽频旋转压电发电机中，轴(17)定位在第二种电机支架(10′)上；用支架紧固螺栓(19a)和支架紧固螺母(19b)将第二种电机支架(10′) 和第二种支架(11d′)固定；压电悬臂梁(11c)阵列及第二种支架(11d′)关于驱动轮(11a)左右对称分布；在每一侧的结构中，在内圈的压电悬臂梁(11c)端部永磁铁(11b)与对应在外圈的压电悬臂梁(11c)端部永磁铁(11b)径向对齐；
所述Ⅵ型宽频旋转压电发电机中，轴(17)定位在第三种电机支架(10″)上；用支架紧固螺钉(20)将第三种支架(11d″)固定在第三种电机支架(10″)上；各压电悬臂梁(11c)朝向驱动轮(11a)旋转中心；驱动轮(11a)在第三种支架(11d″)内部，驱动轮(11a)四周均匀分布的永磁铁(11b)与对应的各压电悬臂梁(11c)端部的永磁铁径向对齐。
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