[發明專利]一種基于兩自由度發電機的新型風浪結合發電系統

在審

• 申請號: 202110255836.6
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113027686A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 聶瑞;司紀凱;徐帥;嚴作光;張國振
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: F03D9/25
• 分類號: F03D9/25;F03D3/00;F03D1/00;F03D13/25;F03B13/20;B63B35/44;H02K35/02;H02K16/04;H02K7/18
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1.一種基于兩自由度發電機的新型風浪結合發電系統，包括垂直軸風機(1)、兩自由度發電機(2)、振蕩浮子(3)、懸浮平臺(4)、連桿(5)，其特征在于垂直軸風機(1)安裝在連桿(5)的最上部，而兩自由度發電機(2)安裝在連桿(5)的底部，兩自由度發電機(2)固定在海上的懸浮平臺(4)上。連桿(5)與垂直軸風機(1)相連隨風旋轉，同時也連接在振蕩浮子(4)之上隨著海浪上下運動，因此兩自由度發電機(3)的動子相對于定子旋轉運動、直線運動或螺旋運動，這三種運動都會使得旋轉直線發電機產生感應電動勢，從而實現有效發電，結合電能后處理電路后，通過輸電電路并入電網或是直接供應給用戶。

2.根據權利要求1所述的一種基于兩自由度發電機的新型風浪結合發電系統，其特征在于垂直軸風機(1)、兩自由度發電機(2)、振蕩浮子(3)與連桿(5)同軸放置，保證同心狀況良好，懸浮平臺(4)上開有與略大于連桿(5)直徑的孔道，連桿(5)穿過孔道與振蕩浮子(3)相連接。

3.根據權利要求1所述的一種基于兩自由度發電機的新型風浪結合發電系統，其特征在于漂浮在海面上的振蕩浮子(3)數量為一個，位于連桿(5)的底部。

4.根據權利要求1所述的一種基于兩自由度發電機的新型風浪結合發電系統，其特征在于垂直軸風機(1)的葉片收集海上風能后進行旋轉，帶動連桿(5)進行同速旋轉，連桿(5)與兩自由度發電機(1)的動子相連接，可以實現兩自由度發電機(1)動子的旋轉運動，這是兩自由度發電機(1)動子進行螺旋運動的兩個先決條件之一。

5.根據權利要求1所述的一種基于兩自由度發電機的新型風浪結合發電系統，其特征在于振蕩浮子(3)漂浮在海水之上，當海浪上下波動時，振蕩浮子(3)隨著海面上下波動，振蕩浮子(3)與連桿(5)同軸相連，連桿(5)在振蕩浮子(3)的帶動下也進行上下往復運動，連桿(5)與兩自由度發電機(1)的動子相連接，可以實現兩自由度發電機(1)動子的直線運動，這是兩自由度發電機(1)動子進行螺旋運動的另一個先決條件。

6.根據權利要求1所述的一種基于兩自由度發電機的新型風浪結合發電系統，其特征在于連桿(5)穿過懸浮平臺(4)的孔道與振蕩浮子(3)相連，海水除了上下浮動的動力外還有水平方向推動的動力，通過懸浮平臺(4)孔道的合理設計，可以將海水水平方向推動的動力作用于懸浮平臺上，該部分能量得以釋放后，可以降低海水水平方向推動的動力對系統造成沖擊。

7.根據權利要求1所述的一種基于兩自由度發電機的新型風浪結合發電系統，其特征在于兩自由度發電機(2)的動子在風浪能輸入下進行旋轉運動、直線運動或螺旋運動，兩自由度發電機繞組中產生交變的磁通，從而實現有效發電，系統經過電能后處理電路后，將電能輸送給用戶和電網。