[發明專利]一種基于直線磁齒輪電機的波浪能發電裝置

無效

• 申請號: 201410053259.2
• 申請日: 2014-02-17
• 公開（公告）號: CN103807085A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 余海濤;陳潔琳
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: F03B13/14
• 分類號: F03B13/14
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明涉及一種基于直線磁齒輪電機的波浪能發電裝置，是一種綜合利用直線磁齒輪與永磁直線電機的波浪能發電裝置。

背景技術

自20世紀70年代開始，隨著生化能源的日益減少以及環境污染的加劇，在能源的攝取與應用上人們越來越青睞于無污染、清潔、可持續發展的可再生能源。波浪能是一種取之不盡用之不竭的可再生能源，與風能、太陽能相比，波浪能還具有功率密度大、可預測性強等優點，受到了國內外專家學者的關注。我國作為一個海洋大國，海岸線長超過1.8萬千米，海島岸線1.4萬千米，波浪能資源豐富，根據中國沿海海洋觀測站臺的資料估算，中國沿海理論波浪年平均功率約為1.3*10⁷KW，若將其合理充分地利用，將會使得我國能源的結構更加合理，資源利用更加的充分。

傳統利用波浪能發電的系統中多采用旋轉電機，在低速時效率低下、耐久性差，從而嚴重制約了波浪發電技術的發展。近年來，有學者提出采用直線電機直接利用波浪的直線運動并將其轉化為電能。然而，由于波浪上下振動的速度比較緩慢，所以不論是采用旋轉電機還是直線電機，發電機的體積與質量一般較大，從而會帶來制造成本高、安裝調試維護困難等一系列的問題；如果采用傳統齒輪箱或是液壓系統來進行增速達到增加發電機動子速度的目的，必然會帶來整體系統效率降低，維護復雜等問題。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種基于直線磁齒輪電機的波浪能發電裝置，是一種將直線磁齒輪和永磁直線電機相結合的新型波浪能發電裝置，能夠解決由于波浪運動速度緩慢帶來的一系列問題，完成增速傳動的目的，并可以有效地減小電機的尺寸，更好地吸收波浪能，具有更好的經濟效應。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種基于直線磁齒輪電機的波浪能發電裝置，包括電機定子鐵心、電機轉換器、調磁環、磁齒輪低速運動部件、內浮筒和外浮筒；

所述電機定子鐵心安裝在電機定子軸上，電機定子軸的兩端分別固定有一個圓桿，限制電機定子鐵心相對電機定子軸的直線運動范圍；在電機定子鐵心的齒槽中嵌置有電機繞組；

所述電機轉換器包括筒狀的電機轉換器永磁和筒狀的電機轉換器鐵心，貼合電機轉換器鐵心的內外壁均固定套設有電機轉換器永磁；

所述調磁環包括導磁環（比如鐵磁材料的導磁環）和非導磁環（比如低溫超導材料的非導磁環，以大大減小漏磁現象），導磁環和非導磁環交錯間隔疊放形成筒狀；

所述磁齒輪低速運動部件包括筒狀的低速運動部件永磁和筒狀的低速運動部件鐵心，低速運動部件鐵心套設于低速運動部件永磁外側，且低速運動部件永磁外壁貼合低速運動部件鐵心內壁固定；

所述電機轉換器套設在電機定子鐵心外側，調磁環套設在電機轉換器外側，磁齒輪低速運動部件套設在調磁環外側，內浮筒套設在磁齒輪低速運動部件外側，外浮筒套設在內浮筒外側；

所述電機定子鐵心和電機轉換器之間形成第一氣隙，電機轉換器和調磁環之間形成第二氣隙，調磁環和磁齒輪低速運動部件之間形成第三氣隙；

所述電機定子軸和調磁環保持位置固定，作為靜止組件；所述磁齒輪低速運動部件和內浮筒保持位置固定，作為低速運動部件；所述電機轉換器作為高速運動部件。

優選的，還包括阻尼板，所述調磁環的下端和位于下方的圓桿的下端均固定安裝在阻尼板上。

優選的，所述電機定子鐵心和電機繞組組成的電機定子部分采用環氧樹脂密封。

優選的，所述電機轉換器永磁、導磁環和低速運動部件永磁均可采用具有自屏蔽效應的準Halbach結構的永磁體（比如具有自屏蔽效應的準Halbach結構的釹鐵硼永磁體）；所述電機定子鐵心、電機轉換器鐵心和低速運動部件鐵心均可采用硅鋼片疊加結構；所述非導磁環采用低溫超導材料；所述電機繞組可采用三相集中繞組結構（比如新型的模塊化餅式結構）；所述電機定子鐵心可采用凸定子與輔助槽結構。

優選的，所述電機定子鐵心和電機轉換器之間、電機轉換器和調磁環之間以及調磁環和磁齒輪低速運動部件之間均通過軸承連接，用于減小相互之間的摩擦力以及固定氣隙的寬度。

整個裝置可以通過錨鏈固定于海底。

有益效果：本發明提供的基于直線磁齒輪電機的波浪能發電裝置，相較于現有技術具有如下優勢：