[發明專利]一種基于多層聚磁嵌入式圓筒直線發電機的波浪發電系統

有效

• 申請號: 201810562401.4
• 申請日: 2018-06-04
• 公開（公告）號: CN108964401B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 余海濤;夏濤;王堯;王震東;郭蓉
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02K35/02
• 分類號: H02K35/02;H02K7/18;H02K1/34;H02K11/20;H02K11/30
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 顏盈靜

本發明公開了一種基于多層聚磁嵌入式圓筒直線發電機的波浪發電系統，包括多層聚磁式圓筒型直線電機、外浮筒和內浮筒；所述多層聚磁式圓筒型直線電機包括初級和次級，初級和次級之間形成磁場氣隙，多層聚磁式圓筒型直線電機安裝在內浮筒中，且位于內浮筒的上半部；初級固定在內浮筒的內壁上，次級與外浮筒剛性相連；將基于聚磁效應的多層內嵌式圓筒型直線電機和波浪能發電系統相結合，有效克服了傳統直線電機海浪發電效率不高，性價比低的缺點，能夠極大的提高發電機的功率密度和海洋能的轉化效率。

技術領域

本發明涉及可再生能源利用技術領域，具體涉及一種基于多層聚磁嵌入式圓筒直線發電機的波浪發電系統。

背景技術

隨著全球經濟的快速發展，人類對于能源消耗的需求必然日益增加。然而，全球大部分的能源消耗來源于化石能源。而化石能源作為一種非可再生能源，其燃燒和使用的過程中引起了一系列問題，譬如溫室效應，環境污染和地質生態破壞等。因此，能源消耗和環境的協調可持續發展問題受到當今世界各國的共同關注。新型可再生清潔能源的開發和利用，不僅可以滿足人類日益增長能源消耗的需求，而且可以改善環境，實現全球經濟的可持續發展。波浪能作為一種新型可再生清潔能源，越來越受到世界各國的矚目。

從能量傳遞的角度來講，波浪能直接來源于風能，而風能是由于地球轉動和地球表面大氣層受太陽能加熱不均引起的。所以，波浪能起源于太陽能，是一種取之不盡、用之不竭的清潔可再生能源。在太陽能轉換成風能的過程中，平均能量密度得以加強(從太陽能的0.1～0.3kW/m2到風能的0.5kW/m2)；而由風能轉換成波浪能的過程中，平均能量密度得到了進一步的聚集(2～3kW/m²)。因此，開發和利用波浪能具有良好的環境效益、社會效益和經濟效益。但具體到我國近海的波浪能分布，其中大部分海洋內的波速較低，這導致波浪轉化設備體積龐大，維護費高，從發電成本上來看比陸地火電要高不少，這嚴重影響了波浪能的開發和實際應用，所以必須針對直線發電機在低速下的功率密度過低的問題提出解決方案。

發明內容

為了解決我國近海岸海浪波速不高導致發電設備效率不高、性價比低的缺點，本發明提出了一種基于多層聚磁嵌入式圓筒直線發電機的波浪發電系統，采用具有聚磁效應的新型圓筒型直線發電機替代傳統發電機，能夠極大提高發電設備的功率密度，在一定程度上降低波浪發電的成本和設備體積，促進波浪發電在新能源領域的發展。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種基于多層聚磁式圓筒直線發電機的波浪發電系統，包括多層聚磁式圓筒型直線電機、外浮筒和內浮筒；所述多層聚磁式圓筒型直線電機包括初級和次級，初級和次級之間形成磁場氣隙，多層聚磁式圓筒型直線電機安裝在內浮筒中，且位于內浮筒的上半部；初級固定在內浮筒的內壁上，次級與外浮筒剛性相連；通過調節外浮筒的配重，使其振動頻率和運動速度均接近海洋波浪的振動頻率和運動速度；通過調整內浮筒的吃水深度，使其振蕩周期遠離海洋波浪的振蕩周期，且內浮筒的底部安裝有能使其在海洋內保持靜止的配重物體；內浮筒的下端與在海底的沉石相連，在海洋波浪的起伏中，內浮筒和外浮筒之間形成了相對速度差和位移差，作用在多層聚磁式圓筒型直線電機上，使其次級和初級產生相對運動，次級的電樞繞組切割磁場線，感應出電動勢產生電能。

位于內浮筒底端的配重物體上方設有微調倉，該內浮筒的中部注有聚丙乙烯防水材料與下方的微調倉隔開。

所述多層聚磁式圓筒型直線電機的初級包括初級背鐵、電樞齒槽、電樞極靴、繞組和輔助定位力齒；次級包括永磁體、不導磁防腐軸承、護磁鐵心和設置在極與極之間的磁障；

其中，初級背鐵、電樞齒槽、電樞極靴和輔助定位力齒均采用徑向疊片硅鋼；所述輔助定位力齒固定在初級兩端，繞組分布采用分數槽集中繞組。

多層聚磁嵌入式圓筒型直線電機中，極槽配比為6槽7極，且電樞齒槽為直槽結構。

多層聚磁嵌入式圓筒型直線電機中，次級采用多層嵌入式軸向充磁結構永磁體。