CN102137999B - 波浪发电设备及其应用 - Google Patents

波浪发电设备及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN102137999B
CN102137999B CN2008801309104A CN200880130910A CN102137999B CN 102137999 B CN102137999 B CN 102137999B CN 2008801309104 A CN2008801309104 A CN 2008801309104A CN 200880130910 A CN200880130910 A CN 200880130910A CN 102137999 B CN102137999 B CN 102137999B
Authority
CN
China
Prior art keywords
wave
rolling element
power generation
generation equipment
translation part
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2008801309104A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102137999A (zh
Inventor
马茨·莱永
斯特凡·古斯塔夫松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seabased AB
Original Assignee
Seabased AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seabased AB filed Critical Seabased AB
Publication of CN102137999A publication Critical patent/CN102137999A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102137999B publication Critical patent/CN102137999B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/14—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
    • F03B13/16—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem"
    • F03B13/18—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/18—Structural association of electric generators with mechanical driving motors, e.g. with turbines
    • H02K7/1869—Linear generators; sectional generators
    • H02K7/1876—Linear generators; sectional generators with reciprocating, linearly oscillating or vibrating parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/14—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
    • F03B13/16—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem"
    • F03B13/18—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore
    • F03B13/1845—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom slides relative to the rem
    • F03B13/1865—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom slides relative to the rem where the connection between wom and conversion system takes tension only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/14—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
    • F03B13/16—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem"
    • F03B13/18—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore
    • F03B13/1885—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem" where the other member, i.e. rem is fixed, at least at one point, with respect to the sea bed or shore and the wom is tied to the rem
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/26—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K35/00—Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00—Application
    • F05B2220/70—Application in combination with
    • F05B2220/706—Application in combination with an electrical generator
    • F05B2220/707—Application in combination with an electrical generator of the linear type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/50—Bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2250/00—Geometry
    • F05B2250/40—Movement of component
    • F05B2250/41—Movement of component with one degree of freedom
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Oceanography (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Linear Motors (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于产生电能的波浪发电设备。其包括设置成用于漂浮在海上的浮体以及具有定子(5)和往复运动的平移件(6)的直线发电机平移件。定子(5)设置成固定在海床中，平移件(6)通过连接装置连接至浮体。该平移件(6)支承在多个滚动元件(15)中，以便在定子与平移件之间形成周向间隙(14)。根据本发明，每个滚动元件(15)都具有足够低从而满足以下条件的弹性，即间隙宽度变化(d)导致来自滚动元件(15)的总力的变化，该总力大于宽度变化(d)引起的平移件上的总磁力。本发明还涉及本发明的波浪发电设备的应用。

Description

波浪发电设备及其应用
技术领域
本发明第一方面涉及一种波浪发电设备(wave-power unit)，其用于产生电能，并包括设置成用于漂浮在海上的浮体和直线发电机，该直线发电机具有定子和沿中心轴线往复运动的平移件(translator)，定子被设置成固定在海床中，并且平移件通过连接装置连接至浮体，该平移件支承(journal)在多个滚动元件中，从而在定子与平移件之间形成周向间隙。
在本发明的第二方面中，其涉及这种波浪发电设备的应用。
在本申请中，如果未以别的方式明确指出，那么术语“径向的”、“轴向的”以及“周向的”涉及由平移件的中心的往复运动定义的轴线。术语“上部”和“下部”涉及垂直方向，并且涉及当波浪发电设备运行时所讨论的部件的位置。
背景技术
海洋和大的内陆湖中的波浪运动构成至今几乎未被开发的潜在能量源。然而，已经提出了多种建议以利用海洋的垂直运动来产生发电机中的电能。由于海洋表面上的点做往复垂直运动，其适于使用直线发电机产生电能。
WO 2004/085842公开了这样一种波浪发电设备，其中，发电机的运动部分(即对应于旋转的发电机的转子、且在本申请中称为平移件的部分)关于发电机的定子往复运动。在该公开中，定子固定在海床中。平移件通过电线、电缆或链连接至海洋上的浮体。
重要的是，平移件相对于定子的线性运动的导引精确且可靠，以便平移件与定子之间的间隙的大小保持在精确值。间隙大小为1-5mm，优选为大约2mm。由于所讨论的这种类型的发电机可能相当大，导引中的精确度不足伴随着间隙的大小冒相当多地偏离预定值的风险。这导致所产生的磁力的不对称，从而导致平移件上的有害不对称力，并有操作紊乱和故障的风险。同样，能量的电磁转换被不正确的间隙大小消极地影响。
平移件与定子之间具有非常强的磁引力。为了最小化支撑件上的负荷，发电机优选地制作成对称的，以便穿过(across)一侧上的间隙的磁力超过(outbalance)穿过相对侧上的间隙的磁力。因此，所需的支承力(joumaling force)理想地为零。
然而，当发生自平衡位置(equilibrium)的轻微偏离时，在间隙减小的一侧上的磁力将增加，而在间隙增大的相对侧上磁力将减小。因而磁合力将作用以进一步朝向间隙减小的一侧移动平移件。
本发明的目的是设置平移件的支承，以便以有效方式抵制(counter-acted)当间隙宽度改变时发生的上述影响。
发明内容
本发明的目的得以实现是因为初始描述类型的波浪发电设备包括以下特殊特征，即每个滚动元件都具有足够小从而满足以下条件的弹性，即间隙宽度的变化导致来自平移件上的滚动元件的总力的变化，该总力的变化比因所述宽度的变化导致的平移件上的总磁力的变化大。
因而，当间隙减小时，来自滚动元件的力比磁力增加更快。间隙宽度的减小将因增加的磁力而加速的倾向被来自滚动元件的反作用力消除。
应理解，滚动元件的弹性是建立在滚动元件与其靠着滚动的轨道之间的配合中的总支承弹性。如果例如滚动元件在其上滚动的一个或两个轨道具有涂层，该涂层的弹性包括在滚动元件的弹性中。同样，滚动元件的安装中的任何弹性也包括在其中。
根据优选实施例，来自滚动元件的所述总力的变化在所述磁力的变化的2至5倍的范围内。
因此，来自滚动元件的力的增加至少是磁力增加的两倍，其在保证足够的反作用力中提供很大的可靠性。该范围的上限意味着滚动元件将具有确定的最小弹性。如果这些元件几乎全部是刚性的，其他问题将出现，因为为了避免各个滚动元件上的不均匀的压力将需要公差的高精确性。
根据进一步优选的实施例，每个滚动元件都具有安装在发电机上的轴。
在滚动元件与相关的运动部分之间提供适当控制的配合是机械方面有利的布置。
根据进一步优选的实施例，轴安装在平移件上。
这简单地获得了滚动元件的充分安装。如果关于支承需要做修理工作，例如，滚动元件的更换或其安装的调整，那么如果它们被安装在平移件上更方便。
根据进一步优选的实施例，每个滚动元件都被预加负荷。
这有助于获得平移件在中间位置(中立位置，neutral position)的合适支承，并在间隙宽度变化发生时提供有利的力条件。
依照进一步优选的实施例，每个滚动元件上的预加负荷力在1至5kN的范围内。
对于大多数应用，在该范围内的预加负荷力将是具有足够的预加负荷的需要与避免中间位置中的滚动元件的太大挤压之间的充分平衡。
根据进一步优选的实施例，每个滚动元件都是具有由金属制成的轮毂和由塑料制成的辊道的轮。
因此，由于该塑料辊道，滚动元件的弹性在该元件自身内部。因而，滚动元件不必弹性地安装，弹性安装在支撑故障的情况下会导致很大的维修成本。优选地，金属是铁或钢。
根据进一步的实施例，滚动元件包括周向地分布的多个滚动元件，以便平移件沿两个垂直的方向被支承。
这允许磁极周向地分布在平移件的多于两侧处，因此获得更多的电磁能量转换单元。
根据进一步优选的实施例，平移件具有垂直于轴线的、为多边形的主横截面形状，因此，在多边形的每一侧上设置有磁体。
因此能够提供大量的磁体，并且容易获得平移件的中间位置中的磁力超越。多边形形状还在所有方向提供了良好限定的支承。优选地，多边形是正多边形，其提供了导致平稳性能的高度对称性。
根据进一步优选的实施例，多边形是四边形。
在很多方面，其导致发电机的简单和可靠的结构。优选地，四边形是方形。
根据进一步优选的实施例，平移件设置成在定子内往复运动，滚动元件定位在平移件外部上并安装在多边形的角部处。
平移件的内部布置在诸如保护其不受环境的影响、支承以及与定子的电连接的许多方面是有利的。通过将滚动元件定位在平移件外部，它们能直接与定子配合，这保证了精确的支承。在多边形的角部处安装滚动元件导致最稳定的支承，并且多边形的各侧不必部分地被滚动元件占据，而能完全地留给磁体。
根据可替代的优选实施例，平移件具有轴向通孔，刚性元件延伸通过该通孔，并且滚动元件定位在通孔中。
在很多应用中，特别地，当平移件的横截面形状偏离四边形时，这种内部支承导致更高的精确度以及较不复杂的结构。通孔优选地位于平移件的中心，并且刚性元件优选地关于通孔对称地定位。刚性元件可构成定子或为刚性地连接至外部定位的定子的杆。
根据进一步优选的实施例，滚动元件包括位于垂直于轴线的共同平面中的多个滚动元件。
因此，机械力和磁力的平衡得以优化。
根据进一步优选的实施例，滚动元件位于多个这样的平面中，其中每个平面中定位有多个滚动元件。
具有多于一个的这样的平面进一步确保了力的平衡，因为支承发生在多个轴向位置处。平移件的倾斜倾向因此以简单的方式消除。
根据进一步优选的实施例，滚动元件包括多个轴向分布的滚动元件。
同样在该实施例中，支承发生在不同的轴向位置确保了平移件关于定子的轴向对准。
根据进一步优选的实施例，轴向分布的滚动元件包括滚动元件的多个轴向行，每行都包括多个滚动元件。
因此，实现了特别良好限定的支承，其以简单方式确保平移件与定子在所有方向的关系。
根据进一步优选的实施例，行的数量为八个，每行包括4至6个滚动元件，并且滚动元以8个为一组的多个组定位在垂直于轴线的相应的平面中。
这意味着滚动元件将轴向地和周向地定位在矩阵中。在每行和每个平面中的大量的滚动元件提供了机械力的高度分布，以便每个滚动元件都只承载总负载的一小部分。这有助于平稳和可靠的性能。通常每行有6至10个滚动元件是适当的。
根据进一步优选的实施例，元件的数量比发电机中极的数量多。
同样在该实施例中，获得了机械力的高分布。
本发明还涉及连接至至少一个根据本发明的波浪发电设备的电力网。
根据本发明的第二方面，根据本发明以及特别地根据其任意优选实施例的波浪发电设备用于产生电能以供应至电力网。
本发明的应用具有对应于本发明的波浪发电设备及其优选实施例的那些优点的优点，这些优点已在上面描述过。
将参照附图，通过下面对本发明实例的详细描述进一步说明本发明。
附图说明
图1是穿过根据本发明的波浪发电设备的示意性截面图；
图2是沿图1中的II-II线的截面；
图3是图2中的平移件的一个角部的简化透视图；
图4是穿过图3中的平移件的一个滚动元件的简化截面；
图5是示出了来自一个极的作为间隙宽度变化的函数的磁合力的图表；
图6是示出了作为间隙宽度变化的函数的轮力的图表；
图7是示出了作用在平移件上的各个力的作为间隙宽度变化的函数的图表；以及
图8是类似于图2但示出了替代实例的截面。
具体实施方式
图1是在海洋中操作的根据本发明的波浪发电设备的示意性侧视图。浮体1漂浮在海洋表面上并通过连接装置3、7连接至固定在海床处的直线发电机2。该连接装置由上部3和下部7组成，上部是电线、绳索、链等，而下部是刚性杆。电线3通过接头13连接至杆7。在图中，发电机附接在海床处。然而，应该理解，发电机可定位在海床上面并且以某些其它方式固定。
直线发电机2具有带绕组的定子5和带磁体的平移件6。平移件6能够在定子5内上下往复运动，因而在定子绕组中产生电流，该电流通过电缆传送至电力网。
当浮体1由于海洋表面的波动被迫向上运动时，浮体将向上拉下面的平移件6。之后，当浮体向下运动时，平移件6将在重力作用下向下运动。
可选但优选地，作用在平移件6上的弹簧(未示出)等提供额外的向下的力。
图2是沿图1中的II-II线的截面，并且示出了平移件6在定子5中的支承。在所示出的实例中，平移件6具有方形横截面。磁体设置在方形的四个侧面上。平移件6的每一侧都与定子形成间隙14。在中间位置中，在两个相对侧的间隙宽度d相同，并且优选地，在四个侧面的都相同。为了尽可能保持中间位置，平移件6支承在多个滚动元件15中，在所公开的实例中，这些滚动元件是轮的形式。在单一的横截面平面中设置有八个这种轮。在平移件的每个角部处设置有两个轮15。
每个角部处的两个轮15可旋转地安装在由平移件支撑的相应的轴16上，并且这些轴互相垂直。每个轮靠着平移件6上的轨道17和定子上的轨道18滚动。每个轮都具有一定的弹性，并且被稍微压缩，以便在中间位置中获得平移件的预加负荷力(preloading force)。
在图3中，在朝着图2中的平移件的左下角的透视图示出了轮的布置。在纵向方向，轮15设置在八个行中(每个角部处有两个)。在所示出的实例中，每行中的轮的数量为八个，总共有64个轮。
图4示出了设置在定子5的轨道18与平移件17上的轨道17之间的一个轮15。FW1表示来自平移件的该侧上的轮的所有力的总和，FM1表示穿过该侧的间隙的所有磁力的总和。
当平移件处于其中间位置时，在一侧上的磁力被相对侧上的磁力超过，使得平移件上的磁合力为零。在该位置，来自轮的预加负荷力也互相超过。
如果平移件的位置从中间位置改变，使得在一侧的间隙增加而在另一侧的间隙减小，那么磁合力将不再为零。在有限的范围内，即间隙宽度小于1mm的改变，磁力大致与减小的间隙宽度线性地增加。
下面所使用的符号列表：
X＝从中间位置间隙的减小
FM＝穿过相对的间隙的所有磁力的合力
Figure BDA0000048310320000091
Figure BDA0000048310320000092
Figure BDA0000048310320000093
KM＝与总磁力相关的常数
FW＝来自两个相对侧的所有轮力的合力
Figure BDA0000048310320000094
FS＝来自一侧上的轮所有预加负荷力的总和
KW＝一侧上的所有轮的弹性常数
fm＝来自一对相对的极的磁合力
Figure BDA0000048310320000096
Figure BDA0000048310320000102
km＝与一个极的磁力相关的常数
fw＝来自两个相对的轮的合力
Figure BDA0000048310320000103
Figure BDA0000048310320000104
fs＝来自一个轮的预加负荷力
kw＝一个轮的弹性常数
m＝一侧上的极的数量
n＝一侧上的极的数量
如果穿过中间位置中的间隙的总磁力是
Figure BDA0000048310320000105
那么穿过已经从中间位置减小X mm的间隙的力将是
Figure BDA0000048310320000106
而在相对侧的磁力将是磁合力将是
Figure BDA0000048310320000108
其在减小的间隙的方向起作用。
该力被来自轮的力抵制(counteract)。来自中间位置中的平移件的一侧的轮的总力
Figure BDA0000048310320000109
是FS，其中FS是该侧上的总预加负荷力。相应的预加负荷力作用在相对侧，使得来自中间位置中的轮的合力为零。
如果平移件的位置从中间位置改变，那么来自一侧的轮的力增加而来自另一侧的力减小。来自平移件的一侧上的轮的总力的变化同样是有限范围内的间隙宽度变化的线性函数。来自间隙减小侧的轮的力将是FW＝FS+KW X，而相对侧是
Figure BDA0000048310320000111
因此来自平移件上的轮的合力将是FW＝2KWX。其仅在FS＞KWX时有效。如果FS比其小，来自轮的合力将是FW＝FS+KWX。
根据本发明所描述的条件意味着FW＞FM，因而
Figure BDA0000048310320000112
或者
Figure BDA0000048310320000113
为了获得稳定的极限(margin)，超过该极限磁力将超过轮力，优选
Figure BDA0000048310320000114
图5至7中示出了用于特定实例的力条件。
在图5中，用于一个极的两个相对侧的磁合力fm作为从中间位置的偏离的函数
Figure BDA0000048310320000115
其中
Figure BDA0000048310320000116
fm以kN计算而X以mm计算。
在该实例中，来自n个磁极的总磁力因此将是FM＝1.64n X kN。
在图6中示出了轮的弹性，其中来自轮的弹性力作为从中间位置的偏离的函数。其中fs＝0.66kN，而kw＝7.8kN/mm。相对侧上的轮以相对方向上的弹性力作用，相对方向上的弹性力为
Figure BDA0000048310320000118
所以来自两个相对的轮的力的总和将为fw＝2kwX＝15.6X kN。而对于m个轮，来自这些轮的总力将是：Fw＝15.6m X kN。
应用FW应为2FM作为最小值的条件将导致15.6m X＝2·1.64nX，其给出一侧上的轮的数量是：
Figure BDA0000048310320000119
在该实例中，平移件具有33个极，其导致每一侧需要0.21·33＝7个轮。因为对称性的原因，轮成对布置在每一侧上，其意味着在该实例中，在每一侧需要四对轮，导致平移件上一共有32个轮。
该实例在图7的图表中进一步示出，其中以kN为单位的力作为间隙宽度的变化的函数给出，其中A是来自一侧上的一对轮上的力，B是来自相对侧一对轮的力，C是A和B的和，D是来自一个极的合力，而E是C和D的总和。
在以上实例中使用的轮直径为150mm，厚度为30mm。其由铸铁制成，具有聚亚安酯制成的辊道。每个轮都应能够以±0.25mm的公差保持滚动而不会使轮支撑件过载，并且设计用于108的平移件周期。用在该实例中的轮以5kN的力运行，在1m/s的速度下以90％的可靠性旋转13000万转，而以99％的可靠性旋转4800万转。
图8在垂直于轴向方向的截面中示意性示出了替代实例，其中，平移件6被支承在内部。平移件6具有轴向通孔20，刚性元件19在其中延伸。滚动元件15在平移件6与刚性元件19之间运行，以如上所述的保持平移件6与定子5之间均匀的间隙宽度。刚性元件19刚性地连接至定子5。应理解，通孔20的形状不必如图中实例中对应于平移件6的外部形状。

Claims (20)

1.一种波浪发电设备，所述波浪发电设备用于产生电能并包括直线发电机（2）和设置成用于在海上漂浮的浮体（1），所述直线发电机具有定子（5）和沿中心轴线往复运动的平移件（6），所述定子（5）设置成固定在海床中，并且所述平移件（6）通过连接装置（3）连接至所述浮体（1），所述平移件支承在多个滚动元件（15）中，以便在所述定子（5）与所述平移件（6）之间形成周向间隙（14），其特征在于，每个滚动元件具有足够低从而满足以下条件的弹性，即所述间隙（14）的宽度（d）的变化导致来自所述平移件（6）上的滚动元件（15）的总力的变化，所述总力大于由所述宽度（d）的变化所引起的所述平移件（6）上的总磁力。
2.根据权利要求1所述的波浪发电设备，其特征在于，来自所述滚动元件（15）的所述总力的变化在所述总磁力的变化的2至5倍的范围内。
3.根据权利要求1或2所述的波浪发电设备，其特征在于，每个滚动元件（15）具有安装在所述发电机上的轴（16）。
4.根据权利要求3所述的波浪发电设备，其特征在于，所述轴（16）安装在所述平移件（6）上。
5.根据权利要求1或2所述的波浪发电设备，其特征在于，每个滚动元件（15）都被预加负荷。
6.根据权利要求5所述的波浪发电设备，其特征在于，每个滚动元件（15）上的预加负荷力在1至5kN的范围内。
7.根据权利要求1或2所述的波浪发电设备，其特征在于，每个滚动元件（15）为具有由金属制成的轮毂和由塑料制成的辊道的轮。
8.根据权利要求1或2所述的波浪发电设备，其特征在于，所述滚动元件（15）包括周向分布的多个滚动元件（15），使得所述平移件（6）沿两个垂直的方向被支承。
9.根据权利要求1或2所述的波浪发电设备，其特征在于，所述平移件（6）具有垂直于所述轴线的、为多边形的主横截面形状，从而在所述多边形的每一侧上设置有磁体。
10.根据权利要求9所述的波浪发电设备，其特征在于，所述多边形是四边形。
11.根据权利要求9所述的波浪发电设备，其特征在于，所述平移件（6）设置成在所述定子（5）中往复运动，所述滚动元件（15）位于所述平移件（6）的外部上，并且安装在所述多边形的角部处。
12.根据权利要求9所述的波浪发电设备，其特征在于，所述平移件（6）具有轴向通孔（20），还在于刚性元件（19）延伸通过所述通孔（20），并在于所述滚动元件（15）位于所述通孔（20）中。
13.根据权利要求1或2所述的波浪发电设备，其特征在于，所述滚动元件（15）包括位于垂直于所述轴线的共同平面内的多个滚动元件（15）。
14.根据权利要求13所述的波浪发电设备，其特征在于，所述滚动元件（15）位于多个这样的平面中，其中每个平面中定位有多个滚动元件（15）。
15.根据权利要求1或2所述的波浪发电设备，其特征在于，所述滚动元件（15）包括多个轴向分布的滚动元件（15）。
16.根据权利要求15所述的波浪发电设备，其特征在于，所述轴向分布的滚动元件（15）包括滚动元件（15）的多个轴向行，每行均包括多个滚动元件（15）。
17.根据权利要求16所述的波浪发电设备，其特征在于，所述行的数量为八个，每行包括4至16个滚动元件（15），并在于所述滚动元件（15）以8个为一组的多个组定位在垂直于所述轴线的相应的平面中。
18.根据权利要求1或2所述的波浪发电设备，其特征在于，滚动元件（15）的数量比发电机中的极的数量多。
19.一种电力网，其特征在于，所述电力网连接至至少一个根据权利要求1-18中任一项所述的波浪发电设备。
20.根据权利要求1-18中任一项所述的波浪发电设备的应用，用于产生电能以供应至电力网。
CN2008801309104A 2008-08-28 2008-08-28 波浪发电设备及其应用 Expired - Fee Related CN102137999B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/SE2008/050975 WO2010024745A1 (en) 2008-08-28 2008-08-28 A wave-power unit, and a use of a such

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102137999A CN102137999A (zh) 2011-07-27
CN102137999B true CN102137999B (zh) 2013-10-09

Family

ID=41721715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008801309104A Expired - Fee Related CN102137999B (zh) 2008-08-28 2008-08-28 波浪发电设备及其应用

Country Status (17)

Country Link
US (1) US8471398B2 (zh)
EP (1) EP2318697B1 (zh)
JP (1) JP5461558B2 (zh)
KR (1) KR20110045075A (zh)
CN (1) CN102137999B (zh)
AU (1) AU2008361023B2 (zh)
BR (1) BRPI0823012A2 (zh)
CA (1) CA2734602C (zh)
CL (1) CL2009001720A1 (zh)
CY (1) CY1121537T1 (zh)
DK (1) DK2318697T3 (zh)
ES (1) ES2720360T3 (zh)
MX (1) MX2011002138A (zh)
MY (1) MY165264A (zh)
PT (1) PT2318697T (zh)
WO (1) WO2010024745A1 (zh)
ZA (1) ZA201101320B (zh)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX2011002137A (es) * 2008-08-26 2011-04-05 Seabased Ab Una unidad de energia generada por el oleaje.
KR101508411B1 (ko) * 2008-08-26 2015-04-14 시베이스드 아베 파력발전유닛 및 파력발전방법
EP2577849B1 (en) * 2010-05-28 2020-12-16 Seabased AB Stator frame for a submerged linear generator
PT2577045T (pt) * 2010-05-28 2018-11-26 Seabased Ab Unidade de energia das ondas com dispositivo de guiamento
NZ603867A (en) 2010-05-28 2014-12-24 Seabased Ab A wave power unit, a use of a such and a method of producing electric energy
CN103066781B (zh) * 2011-10-19 2015-04-01 上海南洋电机有限公司 一种用于海浪发电的直线发电机
ES2425296B1 (es) * 2012-03-09 2014-09-02 Rosario CARRETERO BUENO Generador de émbolo vertical y desplazamiento alternativo con palas orientables y conversión de la energía mecánica en eléctrica a través de un dispositivo vertical solenoidal
JP6119219B2 (ja) * 2012-12-05 2017-04-26 株式会社豊田中央研究所 フリーピストンエンジン駆動リニア発電機
US9853529B2 (en) * 2014-04-29 2017-12-26 Ishwar Ram Singh Linear induction generator using magnetic repulsion
US9647522B2 (en) * 2014-04-29 2017-05-09 Ishwar Ram Singh Linear induction generator using magnetic repulsion
WO2015176057A1 (en) * 2014-05-16 2015-11-19 Renerge, Inc. Fluid flow induced oscillating energy harvester with variable damping based upon oscillation amplitude
KR101700815B1 (ko) * 2015-09-10 2017-02-01 한국철도기술연구원 파력발전장치
CN105781859A (zh) * 2016-05-09 2016-07-20 毕贤红 海浪发电机
US10871141B2 (en) * 2018-01-24 2020-12-22 Dehlsen Associates, Llc Vernier permanent magnet linear generator
US10865763B2 (en) * 2018-01-24 2020-12-15 Dehlsen Associates, Llc Power take-off for a wave energy converter
EP3922838A1 (en) 2020-06-08 2021-12-15 Seabased AB Array for arranging wave energy converters in a wave power park
EP3923438A1 (en) 2020-06-08 2021-12-15 Seabased AB Method for determining the arrangement of wave energy converters
FR3113703B1 (fr) * 2020-08-29 2023-06-09 Christian Carme Houlomoteur à récupération horizontale sur fond côtier.
US11761580B2 (en) * 2021-03-01 2023-09-19 Kareem Bilal Muhammad Wearable holder for a handheld electronic device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6020653A (en) * 1997-11-18 2000-02-01 Aqua Magnetics, Inc. Submerged reciprocating electric generator
US7323790B2 (en) * 2005-03-15 2008-01-29 Ocean Power Technologies, Inc. Wave energy converters (WECs) with linear electric generators (LEGs)
US7355293B2 (en) * 2003-04-14 2008-04-08 Seabased Ab Wave power assembly with an electromagnetic dampning means
CN101202491A (zh) * 2006-12-11 2008-06-18 谭晛 振子波力发电机

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2885821A (en) * 1956-10-22 1959-05-12 William H Frick Rotatable rubber bumper
US4015540A (en) * 1975-05-01 1977-04-05 The Port Authority Of N.Y. & N.J. Electromagnetic transportation system
JP2001518170A (ja) * 1997-02-11 2001-10-09 １．．．アイピーアール リミテッド モータ、及びモータのための軸受
FR2795785B1 (fr) * 1999-06-30 2002-06-28 Nacam Dispositif d'accouplement a billes de deux arbres coulissants
DE19933875B4 (de) * 1999-07-22 2014-10-16 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Linearwälzlager zum Übertragen von Drehmomenten
EP1106851B1 (de) * 1999-12-10 2001-08-01 SKF LINEARSYSTEME GmbH Wälzlager für Längsbewegungen
SE520921C2 (sv) * 2002-01-10 2003-09-16 Swedish Seabased Energy Ab Vågkraftaggregat, användning av ett vågkraftaggregat, förfarande för att genera elektrisk energi, system av komponenter för tillverkning av linjärgenerator till ett vågkraftaggregat samt förfarnde vid tillverkning av en linjärgenerator
DE10200609A1 (de) * 2002-01-10 2003-07-24 Ina Schaeffler Kg Elektrisch unterstützte Hilfskraftlenkung für Kraftfahrzeuge
JP4732690B2 (ja) * 2002-01-10 2011-07-27 スウェディッシュ シーベイスト エナジー アクチボラグ 波力装置、発電のための波力装置の使用、発電方法、ならびに波力装置用のリニア発電機を製造するための一式の構成要素
DE10301082B4 (de) * 2003-01-14 2007-02-01 Timken Gmbh Wälzlager für Linearbewegungen
SE0300869L (sv) * 2003-03-27 2004-03-23 Swedish Seabased Energy Ab Vågkraftaggregat
GB0310481D0 (en) * 2003-04-29 2003-06-11 Halliwell Terence Seawave or water driven air assisted high powered linear electrical generator
CA2537110C (en) * 2004-03-16 2013-03-05 Ocean Power Technologies, Inc. Wave energy converter (wec) with magnetic braking
US7554215B1 (en) * 2007-07-03 2009-06-30 Paul Caragine Generator and method for generating electricity from subsurface currents
DE102008041660A1 (de) * 2008-08-28 2010-03-04 Robert Bosch Gmbh Stator oder Läufer einer elektrischen Dreh- oder Wanderfeldmaschine
US8220258B2 (en) * 2009-05-07 2012-07-17 Emigh S Grant Linear roller bearing assembly and sub-assembly and reciprocating machinery incorporating the same
EP2577849B1 (en) * 2010-05-28 2020-12-16 Seabased AB Stator frame for a submerged linear generator
TR201815182T4 (tr) * 2010-05-28 2018-11-21 Seabased Ab Sualtı kullanıma yönelik bir lineer jeneratör ve elektrik enerjisinin üretimine yönelik bir yöntem.

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6020653A (en) * 1997-11-18 2000-02-01 Aqua Magnetics, Inc. Submerged reciprocating electric generator
US7355293B2 (en) * 2003-04-14 2008-04-08 Seabased Ab Wave power assembly with an electromagnetic dampning means
US7323790B2 (en) * 2005-03-15 2008-01-29 Ocean Power Technologies, Inc. Wave energy converters (WECs) with linear electric generators (LEGs)
CN101202491A (zh) * 2006-12-11 2008-06-18 谭晛 振子波力发电机

Also Published As

Publication number Publication date
EP2318697B1 (en) 2019-01-23
MX2011002138A (es) 2011-04-05
EP2318697A4 (en) 2013-04-10
DK2318697T3 (en) 2019-04-29
AU2008361023A1 (en) 2010-03-04
MY165264A (en) 2018-03-15
BRPI0823012A2 (pt) 2016-03-22
KR20110045075A (ko) 2011-05-03
CN102137999A (zh) 2011-07-27
JP2012501404A (ja) 2012-01-19
AU2008361023B2 (en) 2014-01-16
PT2318697T (pt) 2019-05-17
CL2009001720A1 (es) 2010-10-01
ES2720360T3 (es) 2019-07-19
CA2734602C (en) 2016-01-05
WO2010024745A1 (en) 2010-03-04
CA2734602A1 (en) 2010-03-04
EP2318697A1 (en) 2011-05-11
US20110193347A1 (en) 2011-08-11
US8471398B2 (en) 2013-06-25
CY1121537T1 (el) 2020-05-29
ZA201101320B (en) 2012-04-25
JP5461558B2 (ja) 2014-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102137999B (zh) 波浪发电设备及其应用
US7944074B2 (en) Wind turbine direct drive airgap control method and system
KR101077009B1 (ko) 파력 발전용 조립체
CA2734598C (en) A wave-power unit with guiding device
KR20100107056A (ko) 부유식 로터를 구비한 수력발전 터빈
CA2734852A1 (en) Stator arrangement for an electromechanical transducer, electromechanical transducer and wind turbine
US7741729B2 (en) Non-vibrating units for conversion of fluid stream energy
WO2014024645A1 (ja) 水力発電装置
EP2532892A1 (en) Generator for a wind turbine
US10352290B2 (en) Method and apparatus for wave energy conversion
RU2559033C2 (ru) Корпус статора для погружного линейного генератора
CA2861903C (en) Electrical machine
US20210057898A1 (en) Transmission line vibration reduction device based on eddy current energy consumption technology
AU2016208472B2 (en) Wind turbine
CN106438179A (zh) 浪涌发电机

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20131009

Termination date: 20190828