[實用新型]用于海浪發電的磁齒輪直線發電機

無效

• 申請號: 200920230679.8
• 申請日: 2009-08-19
• 公開（公告）號: CN201549978U
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發明（設計）人: 鄒國棠;程明;杜懌;樊英
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02K7/18
• 分類號: H02K7/18;F03B13/16
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 葉連生

技術領域

本實用新型涉及一種使用磁齒輪傳動的海浪直線發電機，具體是一種應用于海浪發電的圓筒型永磁直線同步發電機，本發明涉及電工、電機領域。

背景技術

全球人口不斷膨脹，能源問題和環境問題日益嚴峻，人們不得不尋找新能源解決目前的危機。海洋面積約占全球地表面積的70％，海洋能源是地球上儲量最豐富的能源之一。海洋能是指依附在海水中的可再生能源，通過潮汐、海浪等各種形式儲存、交換能量。經過將近40年的研究，國內外學者提出了多種海浪發電的方式，但多為利用各類機械裝置將海浪的往復直線運動轉換成旋轉運動，進而由旋轉電機進行能量轉換，近年來有學者提出采用直線電機直接將海浪的直線運動轉換成電能，而不需要任何中間轉換機構，效率得以提高。但不管是采用旋轉電機還是直線電機，由于海浪運動速度較慢，發電機體積和質量一般較大，制造成本較高，若使用傳統齒輪箱進行增速，增加發電機動子速度，必然會帶來系統效率降低，需要定期維護等問題。采用磁齒輪傳動，既可以解決海浪起伏運動速度與發電機體積之間的矛盾，又可以避免傳統齒輪箱直接接觸引起的損耗、發熱等問題，無需潤滑，無機械磨損，無噪音，并且具有很好的抗過載能力，可以有效降低大風浪對系統造成的破壞。

發明內容

技術問題：本實用新型針對現有技術的不足進行設計，目的在于降低海浪發電系統的運行損耗，提高系統效率，結合海浪往復直線運動并且運動速度慢的特點，提出了一種用于海浪發電的磁齒輪直線發電機，應用于海浪發電。

技術方案：本實用新型的用于海浪發電的磁齒輪直線發電機用于離海岸海浪發電，利用海浪起伏運動由浮筒帶動磁齒輪低速側，并由磁齒輪帶動直線發電機的次級，提高由海浪提供的低速直線往復運動速度。直線電機初級及繞組固定于海底，直線電機次級永磁體進行往復運動時切割處于靜止狀態的初級繞組，產生感應電動勢。由于海浪起伏的頻率、速度都不恒定，所以本發明通過變換器將產生的電動勢變換成工頻，即可將電能傳輸給電網或直接給用電器使用。

該發電機包括一臺圓筒型永磁同步直線電機及一臺圓筒型直線磁齒輪，永磁同步直線電機包括電機初級、電機次級，該電機初級包括初級鐵心、初級繞組，初級鐵心固定于海底，初級繞組嵌入初級鐵心的線槽內；電機次級包括高速側；直線磁齒輪包括高速側、中間調磁環、低速側及鐵心，其中，高速側、低速側均為永磁體，在鐵心的外側設有低速側，在低速側的外側設有中間調磁環，在中間調磁環的外側設有高速側，在高速側的外側為初級鐵心，中間調磁環固定于海底；低速側與浮筒相連，浮筒漂浮在海面上；初級鐵心與高速側之間設有第一氣隙；高速側與中間調磁環之間設有第二氣隙；中間調磁環與低速側設有第三氣隙。

所述的高速側、低速側分別是由多個徑向充磁的永磁材料制成的環，沿軸向依次排列構成圓筒型，相鄰兩個徑向充磁的永磁材料制成的環其充磁方向相反，使磁場沿軸向按正弦分布。

所述的中間調磁環由鐵磁材料和非導磁材料制成的環沿軸向依次間隔排列構成圓筒型。

有益效果：用于海浪發電的磁齒輪直線發電機具有下列有益效果：

1)海浪能為可循環清潔能源，本發明不產生污染，無噪聲；

2)以直線電機取代傳統旋轉電機，省去了將海浪的往復直線運動變換成旋轉運動的部分，結構簡單、緊湊，功率密度高；

3)磁齒輪低速側的運動速度由磁齒輪加速，以減小發電機體積，避免了傳統齒輪箱傳動直接接觸引起的損耗、發熱等問題，無需潤滑，無機械磨損，無噪音，并且具有很好的抗過載能力，有效降低大風浪對系統造成的破壞。

4)系統結構緊湊，功率密度大。

5)采用稀土永磁體釹鐵硼，并利用調磁環調制氣隙磁場，推力密度高。

附圖說明

圖1是用于海浪發電的磁齒輪直線發電機中的內低速外高速結構(結構一)，

圖2是用于海浪發電的磁齒輪直線發電機中的外低速內高速結構(結構二)，

圖中有：初級鐵心1，初級繞組2，高速側3，中間調磁環4，低速側5，鐵心6，連軸7，浮筒8，海面9，第一氣隙10、第二氣隙11、第三氣隙12。

具體實施方式

第一種結構：