CN102227555A - 低成本直线发电机波浪能转换器 - Google Patents

Abstract

一种波浪能转换器包括：直线发电机，包括转子和定子；浮标，被一联动装置连接到该转子；其中所述转子和联动装置的重量向下作用在该浮标上，并且所述转子和定子中的一个包括电线圈，转子和定子中的另一个包括永磁铁组，这种配置使得在经过波浪的上升部分期间，该浮标的浮力导致转子升高，并且随着该波浪消失，所述浮标、联动装置和转子的总重量导致转子下降，由此在上冲程和下冲程时发电，所述转子的永磁铁组或电线圈的自重大小足以实现所述转子、联动装置和浮标以及任何其它移动元件的总重量足以承受在下冲程时该直线发电机产生的电动势，从而确保该浮标下降到所述经过波浪的波谷。

Description

低成本直线发电机波浪能转换器

技术领域

本发明涉及使用直线发电机的波浪能转换器。

背景技术

在本人的授权专利EP 1 196 690和外国同族专利中，描述了用于将海洋波浪能转换成电能的装置。浸入在海洋中并与海洋波浪一起波动的一个或多个浮标被使用以引起在一个或多个直线发电机的转子与转子间的相对运动。(这种直线发电机可以包括在EP0 040 509和外国同族专利中公开的电动机，但是作为直线发电机)。在专利EP 1 196 690中公开的发明的一个目的是为了确保在克服惯性力时不损失机械能，将联动装置和浮标的重量配置成尽可能的小。

在前述配置的优选形式中，直线发电机安装在塔中浮标的上方或下方，并且发电机的移动转子被诸如硬杆的刚性联动装置连接到转子下方或上方的浮标。将可理解的是，浮标的任何运动都会引起转子的精确相应运动，并且转子以及将其连接到浮标的任何联动装置的重量以向下的方向直接作用在浮标上。

发明内容

本申请的主题是关于优化这种配置产生的电力，同时最小化包括直线发电机的主要元件以及其它相关元件的资金成本。

在本发明的一个方面，提供了一种波浪能转换器，包括：

直线发电机，包括转子和定子；

浮标，被一联动装置连接到所述转子；

其中所述转子和所述联动装置的重量向下作用在所述浮标上，并且所述转子和所述定子中的一个包括电线圈，所述转子和所述定子中的另一个包括永磁铁组，这种配置使得在经过波浪的上升部分期间，所述浮标的浮力导致所述转子升高，并且随着所述波浪消失，所述浮标、联动装置和转子的总重量导致所述转子下降，由此在上冲程和下冲程时发电，所述转子的永磁铁组或电线圈的自重大小足以实现所述转子、联动装置和浮标以及任何其它移动元件的总重量足以承受在下冲程时所述直线发电机产生的电动势，从而确保所述浮标下降到所述经过波浪的波谷。

以这种方式，优化转子运动可用的冲程，从而确保能够从任何经过波浪中提取尽可能多的能量。例如，所述自重可足以实现在上冲程时的最佳发电。

在一方面，所述转子的电线圈或永磁铁组的自重大小足以实现有足够匝数的可用线圈被所述永磁铁组放射的磁场切割，从而能够在所述永磁铁组中使用低品位磁性材料，同时还能够将在下冲程或上冲程时的基本上所有可用机械能转换成电能。

以这种方式，通过定子(即，电线圈或永磁铁组)的材料性质能够获得转子的所需重量。因此，额外的压载配重不是必须的，并且，与需要较少磁性材料及较少线圈的使用高品质磁性材料的情况相比，所述波浪能转换器的资产成本可以保持相对较低。如果使用具有相应较少匝数和少量磁性材料(与使用低品位磁性材料时所使用的线圈数量和磁性材料量相比)的高品质磁性材料，则需要使用额外的压载配重以确保完整的下冲程，并且还存在这种危险，即，由于在电线圈穿过磁铁组时线圈中产生的热导致磁性材料的温度升高到超过它们的居里点。前一方面是不利的，原因在于在上冲程中需要额外能量来加速并向上移动压载配重，而该能量不能转换成电能。后一方面也是不利的，原因在于超过居里点，则磁性材料不再产生磁场，从而将不能发电，并且磁性材料可能被永久退磁。

在一方面，所述转子的电线圈或永磁铁组的自重大小足以实现由于所述转子的自重，导致引起必需的向下运动所需的一个或多个其它移动元件的重量减小。

这意味着所述浮标和联动装置的寄生重量可被最小化，并且该重量的大小仅需要实现在提供浮力和力的传送方面、以及足以防止在使用过程中变形的坚固性方面的严格作用。

在一方面，所述永磁铁组由通常具有2000-5000奥斯特范围内的剩磁感应强度Br的低品位磁铁构成，例如公知的铁氧体。与使用高品位磁性材料相比，这具有可观的成本效益。

在一方面，所述永磁铁组具有超过200℃的居里点。这是有利的，原因在于在使用磁性材料期间很容易达到100℃以上的温度。如果所达到的峰值温度升高到居里点以上，则需要采取冷却措施，由此导致复杂性和资金成本均增加，否则，磁铁将损失其磁场强度并且不再发电。

在本发明的一方面，所述浮标、联动装置和转子的重量足以避免需要与所述浮标连接的额外压载配重。

因此，本发明不需要寄生压载配重及相应的成本，即使寄生压载配重确保浮标下降到波浪的波谷，但是它降低了波浪能转换器的总效率。

在一方面，在所述上冲程期间产生的能量与在下冲程期间产生的能量之差在上冲程期间产生的能量或者下冲程期间产生的能量的20％之内，优选地，在上冲程期间产生的能量与在下冲程期间产生的能量基本上相等。这是有利的，原因在于在这种条件下，该波浪能转换器在任何指定波浪周期期间，将来自波浪的尽可能多的机械能转换成电能。

在一方面，所述浮标的大小和包括所述浮标、联动装置和转子的任何运动元件的重量使得所述运动元件的重量引起的下冲力基本上等于在上升波浪作用在所述浮标的浮力上时的可用上冲力。

这种方式确保了在上冲程时产生的能量的数量基本上等于在下冲程时产生的能量的数量。

在一方面，所述转子的冲程长度与所述永磁铁组的直径的比率在10∶1至12∶1的范围内。该比率的特定范围的优势在于如果比率落入该指定范围，则与具有其它比率的波浪能转换器相比，该波浪能转换器的资金成本减少。

在本发明的一方面，提供一种波浪能转换器，包括：直线发电机，包括转子和定子；浮标，被一联动装置连接到所述转子；其中所述转子和联动装置的重量向下作用在所述浮标上，并且所述转子和定子中的一个包括电线圈，转子和定子中的另一个包括永磁铁组，这种配置使得在经过波浪的上升部分期间，所述浮标的浮力导致转子升高，并且随着所述波浪消失，所述浮标、联动装置和转子的总重量导致转子下降，由此在上冲程和下冲程时发电。这方面可以与本申请中其它地方说明的任何特征相结合，特别是与下一方面的任何特征a)、b)和/或c)相结合。可以设计该方面的波浪能转换器以使其对于特定地区具有最佳性能。例如，可以设计该波浪能转换器以使其在大西洋或北海中具有最佳性能。所述永磁铁组的永磁铁可以由通常具有2000-5000奥斯特范围内的剩磁感应强度Br的低品位磁铁构成，例如公知的铁氧体。

在本发明的一方面，提供一种波浪能转换器，包括：一个或多个浮标，被刚性联动装置连接至一个或多个直线发电机的转子，由此，在使用中，所述转子和联动装置的重量向下作用在所述浮标上，所述直线发电机的转子容纳电线圈，且直线发电机的定子包括由多个永磁铁和多个极片交替排列形成的细长叠层体，这种配置使得在经过波浪的上升部分期间，该浮标的浮力导致转子升高，并且随着所述波浪消失，所述浮标、联动装置和转子的总重量导致转子下降，由此在上冲程时和下冲程时均发电，所述转子中的线圈数量及其自重的大小足以实现a)所述转子以及其它移动元件的总重量足以承受在下冲程时产生的电动势，从而确保所述浮标基本上下降到用于在上冲程时发电的最低的理想点，b)在所述转子中有足够匝数的可用电线圈被所述定子放射的磁场切割，从而能够在所述定子中使用低品位磁性材料，同时还能够将在下冲程或上冲程时的基本上所有的可用机械能转换成电能，以及c)由于所述转子的所述自重，导致引起必需的所述向下运动所需的一个或多个其它移动元件的重量减小。

在另一可替换配置中，所述转子可以包括细长的永磁铁组，而定子包括电线圈。在这种情况下，浮标导致纵向的磁铁组上升和下降，同时线圈保持静止。

在本发明的优选实施例中，在转子中使用的线圈的数量与它们的直径的比率影响与体积相应的线圈成本，进而影响在定子中使用的永磁铁的成本，对所述比率进行选择以使得它们的总成本最小化，同时仍满足对足够转子重量的需求，从而确保在下冲程时浮标的所述下降。

根据上述优选实施例的一方面，考虑波浪能转换器的其它元件形成部分的相应成本来对所述比率作进一步有利地修改，并且该比率受到定子的长度影响。例如，考虑容纳该直线发电机的保持架的高度以及将转子连接到浮标的联动装置的长度。

根据本发明的又一方面，该低品位磁铁可以是公知的铁氧体类型。

在定子中使用低品位磁铁的一个不利因素是需要大量匝数的线圈来产生足够的电动势以吸收可用机械能，这会导致转子相对昂贵，事实上，该不利因素只是表面上的。无论如何，与使用例如由稀土磁铁形成的定子相比，由于磁性材料所节省的成本，转子绕组的额外成本显得微乎其微了。例如，低品位铁氧体磁铁目前是诸如公知的钕硼铁稀土磁铁的成本的三十分之一。

此外，如果使用稀土磁铁，由于稀土磁铁的磁场强度是低品位磁铁的磁场强度的约三倍，所以所需的绕组长度将减小到使用低品位磁铁的情况时所需的三分之一。这具有两点不利。第一，在线圈中的电阻热损失更加集中，所以限制了性能；第二，线圈的重量也因此相应减小。但是，从本发明的陈述中将可理解，为了将可用的机械能转换成电力的目的，转子线圈也作为确保浮标在下冲程期间恰当下降所需总重量的一部分。因此，需要添加额外配重来确保转子、联动装置/浮标组合在下冲程时充分快速地下降，从而将可用的机械能转换成电能，并且达到为利用下一波浪而准备上升的最低期望点。

因此，尽管使用低品位磁铁需要相应较大数量的转子线圈，但是不需要所述额外配重，所以也节省了该额外配重所需的成本，而这些在使用稀土磁铁的情况下是需要的。

因此，根据本发明，在形成直线发电机的转子和定子元件以及构成能量转换器的主体的其它元件的总资产成本方面，实现了经济发电。

为了确保更充分地理解本发明，进一步说明如下：

在如这里所描述的波浪能转换器中，当然期望从浮标的运动中提取尽可能多的电能。显然，在浮标运动周期期间的上冲程和下冲程均发电时实现上述期望。位移成为明智的选择，因此可以从上冲程期间作用在该浮标的海洋波浪中获得确保足够的流体静力和流体动力的浮标的浮力，该浮力克服几个因素。这些因素主要是a)浮标自身和联动装置的总重量以及由此被驱动的转子的重量，b)克服在发电时受到的反电动势所需的力，以及c)加速各自质量块所需的惯性力。但是，在下冲程时，主要是移动元件的重量，该重量负责确保所述转子下降得足够快速以产生电力，同时确保浮标处于用于在下一波浪推进时发电的最低理想点。

如果为直线发电机的定子所选的永磁铁是诸如稀土(例如，钕硼铁)的已知类型，则可以理解的是，根据楞次定律，所需绕组的长度将是使用典型低品位磁铁(例如，公知的铁氧体)所需的绕组长度的约三分之一，这个比例约为它们各自磁场强度的比率。在这种情况下，铜的重量很小，以至于几乎不能提供确保恰当运行所需的向下重力。于是将需要某种类的寄生压载配重。

在本发明主题的配置情况下，使用较弱的低品位磁铁，必然需要使用更多的绕组，但是这些绕组的重量对于确保获得所需向下力起到了良好作用，这将减小/消除对于其它压载配重的需求。然而，铁氧体磁铁和增加的绕组的总成本仍然远小于使用稀土磁铁以及较少数量的绕组的成本。进一步的优势在于，铁氧体磁铁是耐腐蚀的，与稀土磁铁相比，可用的原料充足无疑，并且具有高得多的居里点。

将可理解的是，本发明的优点是可以适用于转子包含线圈并且是移动元件的情况，或者线圈保持静止而磁铁形成运动元件的情况。在后一情况下，由于在直线延伸组内需要更多个磁铁来提供被相应更多数量的线圈所切割的充足通量，所以有效重量增大。

附图说明

现在将参照附图说明本发明，在附图中：

图1示出使用直线发电机的波浪能转换器；

图2指示作用在图1的转换器的元件部分的多个力；

图3a和图3b示出浮标运动的两个实例；

图4a和图4b示出两种可能形式的转换器，其中图4a使用低品位磁铁，图4b使用高品位磁铁；

图5a和图5b示出两种可能尺寸的直线发电机，以说明它们各自的成本以及它们周围的保持架的成本；以及

图6a和图6b示出热对低品位定子的影响与热对使用高品位磁铁的那些定子的影响的比较。

具体实施方式

参照图1，波浪能转换器由10概括示出，并且如下述方式运行。设置在海床12上的塔11支撑上保持架13。保持架13容纳两个直线发电机的定子14和15。这两个直线发电机的转子16和17沿着上述定子同轴移动，并且被连接块18和19连接到移动且刚性的中心推力杆20。该推力杆20穿过安装在保持架13的顶部和底部的导引滚轮组21和22，并且向下延伸至浮标23。作用在浮标上的海洋波浪24使浮标上升，由此借助推力杆20引起每个直线发电机的转子与定子间的相对运动。随着波浪消失，包括元件23、20、19、18、17和16的运动组件的重力造成向下运动。由此在上冲程和下冲程时均发电。

在另一未示出的可选配置中，保持架可以置于水中，在这种情况下，浮标在保持架的上方，并位于推力杆的上端，而在所有其它方面，操作保持相同。

现参照图2示出波浪能转换器的多个元件所受到的各种力。

在波浪(未示出)上升时作用在浮标23上的上述上冲力由Uf示出。总重力的下冲力由Wt示出，包括重量Wf(浮标23的重量)、Wp(下文统称为联动装置的推力杆20和连接块18、19的总重量)以及两个转子的重量Wa。

将可理解的是，在任何波浪周期期间，将尽可能多的机械能转换成电能是有利的。通常，在上冲程和下冲程时产生几乎相等的上述能量时，这种能量提取被最大化，而非将能量转换特定地倾向于上冲程或下冲程。如果在上冲程产生的能量与在下冲程产生的能量之差在上冲程期间产生的能量或者下冲程期间产生的能量的20％之内，则在某些情形下是足够的。

在所示配置的情况下，当在波浪消失时，在(由下降的元件的重量产生的)下冲程时的下冲力Wt与在上升波浪作用于浮标的浮力上时的上冲力Uf基本相等时，无疑可以实现能量提取的最大化。如果不是这种情况，如图3b中所示，则浮标的运动将受影响。在图3a的情况下，所示的浮标随波浪移动，即，恰好在上限U1和下限L1之间上升和下降。但是，在图3b的情况下，由于重量不足以克服在下冲程时的反电动势，所以在下一波浪到达前，浮标没有充分下降，如上限U2和下限L2所示。

因此，理想的是，转子的永磁铁组或多个电线圈的自重大小足以实现转子、联动装置和浮标以及任何其它移动组件的总重量足以承受在下冲程时由直线发电机产生的电动势，从而确保浮标下降到经过波浪的波谷。换句话说，为了优化在下冲程和/或上冲程时的发电，浮标充分下降，以便在波浪的波谷经过该浮标时，浮标被充分浸没。在一个实施例中，浮标在波谷处被充分浸没，以便其浮力至少等于转子、联动装置和浮标以及任何其它移动组件的总重量。

举例说明，对于峰-峰振幅为4米并且波浪周期为5秒的波浪，将需要至少2.6m/s/s的向下加速度以确保浮标跟随这种波浪。波浪的特性在全世界各地不同。提供为所在地的气候而定制的波浪能转换器是有益的。例如，在大西洋的波浪可具有小振幅或大振幅，但通常具有几十秒的波浪周期。对于这种波浪，需要较小的向下加速度以确保浮标跟随波浪。但是，对于北海中的波浪能转换器，峰-峰振幅为4米并且波浪周期为5秒的波浪更为常见，因此需要至少2m/s/s的向下加速度。

上述与本发明的理解密切相关，因为其说明了对于确保以最低的资金成本实现最大发电量，多个移动元件的各自重量的每一个的作用的重要性。

现在参照图4a和图4b，示出两种形式的波浪能转换器，并且每种形式的波浪能转换器参照相同的基准标度。浮标23和联动装置20、18和19在图4a和图4b的两种情况下具有相同的物理尺寸和重量。

在图4a的特定情况下，根据基准标度，定子25和26具有相对较大的直径，所以使用低品位永磁铁标示出两管状同轴结构的直线发电机。从此处放射的磁场由27标示。(注意，对于任何这种设计的管状发电机，在给定的转换速度下，在转子中产生的电动势emf与形成转子的多个导体的长度以及这些导体所通过的主磁场的强度成比例。)

假设它们具有相对低的磁场，结合构成每个所述转子的线圈28-31的数量考虑，为了有足够的总导体长度使得在上冲程和下冲程时基本上所有可用的机械能转换成电能(根据楞次定律)，于是需要大直径的导体。如上述已阐明的，显然，相对厚重的转子以及联动装置足以提供用于优化向下移动所需的重量Wt。当然，转子的尺寸足够大，意味着联动装置的重量可以保持在与实现其目的的足够机械强度相匹配所需的最小值。此外，可足以完全不需要额外的压载配重。

而在图4b中示出另一种配置，其中图4a的低品位磁铁定子现被高品位磁铁定子32和33(例如使用稀土磁铁)替代。由于从此处放射出大得多的场强，如34所标示，所以上述定子的直径减小很多，并且转子35和36的直径也相应减小。(原因仍是如上所述的，产生的emf与场强成比例，并且由于稀土磁铁的场强几乎是低品位磁铁场强的三倍，所以为了产生相同的emf，导体长度同样地减小到三分之一)。对转子尺寸的考虑显示转子的重量也成比例地减小。然而，很重要的是，由于重量的减小，目前的重力不足以提供理想的向下力，由此导致浮标的不令人满意的运动，如图3b中所示。于是，必须添加额外配重37，如图4b中所示的作为推力杆底部周围的套环。

关于上述两种配置中使用的材料的相对成本，图4a的定子25和26中使用的低品位材料磁铁的成本目前是定子35和36中使用的稀土磁铁的成本的约三十分之一。实际上，这个差距使得因转子绕组所需增加的铜成本显得微乎其微了。在图4a的直线发电机的情况下，还消除了对昂贵的额外压载配重(如图4b中的37所示)的需要。

这种成本节约的实例如下：

图4a的发电机中使用的铜绕组的质量：100kgs

成本：500单位

低品位磁铁的质量：500kgs

成本：500单位

总成本：1000单位

图4b的发电机中使用的铜绕组的质量：33kgs

成本：165单位

高品位磁铁的质量：56kgs

成本：1680单位

(预算)额外配重的成本：100单位

总成本：1945单位

在使用低品位磁铁发电机及其较大转子的情况下，由于在导体长度大得多的条件下发电的事实，转子的线圈内发出的热造成的电阻损耗I2R在每单位体积的损耗量较小，因此低品位磁铁发电机具有另一优势，这将在下文参照图6更详细地进行说明。这是非常重要的，原因在于稀土磁铁具有低居里点(例如，80-120摄氏度)，并且由于发热的缘故，如果超过此居里点，则稀土磁铁很容易被退磁。在低品质磁铁的情况下，例如本领域公知的铁氧体，居里点很高，例如大于200摄氏度，因此这方面的风险很小。

因此，根据本发明，图4a的配置提供了资金成本基本上最低的直线发电机，同时还实现了在下冲程和上冲程时的最佳发电，并且避免需要压载配重。

已经确定了使用低品质磁铁的优势，现在说明本发明的另一方面，涉及直线发电机的直径和长度的精确选择，具体的是定子的直径与转子的长度的纵横比。现在参照图5a和图5b对此进行说明。

对于在各个附图中所示的同轴直线发电机类型，即，转子沿着其定子同轴环绕的直线发电机，在可感边界内，从定子周围发射的磁场强度合理地保持恒定，与其直径无关。因此，如果采用特别厚的定子，假设每个线圈的直径较大，则每个线圈的总导体长度较长，因此转子只需包括相对较少数量的线圈。这种配置如图5a中的38所示。相反，如果采用较细的定子，则需要更多数量的线圈以实现相同的总导体长度，由此导致转子较长。如图5b中的39所示。

在任一情况下，将可理解的是，转子所需的成本，即其内含的多个导体的总长度，基本上相同。但是，这不适用于定子40和41的成本。在这种情况下，所使用的磁性材料的各自体积与它们各自直径的平方成比例。例如，图5b中的较细定子41中采用的磁铁的体积是图5a中定子40的四分之一，直径是二分之一。(应注意，如图5a和图5b中所示，为了提供相同的冲程长度L，较细定子的总长度会略长，但是在L长度相当长的情况下，这成为次要考虑因素。)

因此，显然，为了实现转子和定子的最低合并成本，同时仍实现本发明的目的，需要谨慎的选择最佳纵横比。在使用铁氧体磁铁的情况下，冲程长度与永磁铁组的直径的比率在10∶1至12∶1的范围内。

此外，当以尽可能最低的资金成本设计波浪能转换器时，还需要考虑的是转换器构造中使用的材料，例如构造图5a和图5b中42、43所示的保持架时使用的钢的成本，以及联动装置44的长度。

因此，实际上，根据本发明的方案，同时优选决定定子及其转子的直径的纵横比以及保持架和联动装置的最终长度，以获得它们各自组成元件的最低合并成本。

关于波浪发电场的可靠运行，重要的是，即使位于海洋所提供的荒凉且艰难环境中，任何这种设备都要能尽可能完美的长期运行，并且最小化维护巡修的次数。

这里所公开的本发明的又一优势涉及散热。在如公知的常规工作温度下，铜绕组遭受内部热损失。这些是值得考虑的，例如，产生并馈送到国家电网的能量的25％可在绕组内被损失。当以峰值输出功率工作时，绕组因此需要承受100至130摄氏度的内部温度。

在基于铁氧体磁铁的定子的情况下，由于它们的转子物理面积很大的事实，这种内部发热遍布在较大的面积上，并且可以很容易被消散。这在图6a中的45示意性地示出。但是，在基于稀土的系统的情况下，等量的热必须被损失，不言而喻，这些热非常集中，如图6b中的46示意性地示出。这导致定子47的不利升温，由于定子47较小，因此其自身具有较小的热容量。

在这些情形下，定子变得很热，这是很危险的。这将严重地损害使用这种类型的磁铁的波浪发电场的使用寿命。例如，在使用钕硼铁稀土磁铁的情况下，不利的是，它们的居里点很低，取决于使用的昂贵添加剂，居里点通常为80-120摄氏度。因此，将可理解的是，由于产生的电以及转子线圈由此产生的热，导致所有定子将变得过热，如果是这样，使用这种磁铁的整个波浪发电场可能会在一次暴风雨中自身退磁。

相反，对于根据本发明的使用低品质铁氧体磁铁的波浪发电场来说，由于具有200摄氏度以上的居里点，因此，几乎不太可能发生这种灾变。

上述实例的各种变化对于本领域技术人员来说是显而易见的。

Claims (14)

1.一种波浪能转换器，包括：

直线发电机，包括转子和定子；

浮标，被一联动装置连接到所述转子；

其中所述转子和所述联动装置的重量向下作用在所述浮标上，并且所述转子和所述定子中的一个包括电线圈，所述转子和所述定子中的另一个包括永磁铁组，这种配置使得在经过波浪的上升部分期间，所述浮标的浮力导致所述转子升高，并且随着所述波浪消失，所述浮标、联动装置和转子的总重量导致所述转子下降，由此在上冲程和下冲程时发电，所述转子的永磁铁组或电线圈的自重大小足以实现所述转子、联动装置和浮标以及任何其它移动元件的总重量足以承受在下冲程时所述直线发电机产生的电动势，从而确保所述浮标下降到所述经过波浪的波谷。

2.如权利要求1所述的波浪能转换器，其中所述转子的电线圈或永磁铁组的自重大小足以实现有足够匝数的可用线圈被所述永磁铁组放射的磁场切割，从而能够在所述永磁铁组中使用低品位磁性材料，同时还能够将在下冲程或上冲程时的基本上所有的可用机械能转换成电能。

3.如权利要求1或2所述的波浪能转换器，其中所述转子的电线圈或永磁铁组的自重大小足以实现由于所述转子的自重，导致引起必需的向下运动所需的一个或多个其它移动元件的重量减小。

4.如权利要求1-3任一所述的波浪能转换器，其中所述永磁铁组由诸如具有2000-5000奥斯特剩磁感应强度的低品位磁铁构成。

5.如权利要求1-4任一所述的波浪能转换器，其中所述永磁铁组包括铁氧体永磁铁。

6.如权利要求1-5任一所述的波浪能转换器，其中所述永磁铁组具有超过200℃的居里点。

7.如权利要求1-6任一所述的波浪能转换器，其中所述转子包括所述电线圈，并且所述定子包括所述永磁铁组。

8.如权利要求1-6任一所述的波浪能转换器，其中所述转子包括所述永磁铁组，并且所述定子包括所述电线圈。

9.如权利要求1-8任一所述的波浪能转换器，其中所述浮标的大小足以使得在所述上冲程期间，所述浮标的浮力足以克服所述浮标、联动装置和转子的总重量、克服在所述直线发电机发电时受到的反电动势所需的力以及克服加速各自质量块所需的惯性力。

10.如权利要求1-9任一所述的波浪能转换器，其中所述浮标、联动装置和转子的重量足以避免需要与所述浮标连接的额外压载配重。

11.如权利要求1-10任一所述的波浪能转换器，其中在所述上冲程期间产生的能量与在下冲程期间产生的能量之差在上冲程期间产生的能量或者下冲程期间产生的能量的20％之内，优选地，在上冲程期间产生的能量与在下冲程期间产生的能量基本上相等。

12.如权利要求1-11任一所述的波浪能转换器，其中所述浮标的大小和包括所述浮标、联动装置和转子的任何运动元件的重量使得所述运动元件的重量引起的下冲力基本上等于在上升波浪作用在所述浮标的浮力上时的可用上冲力。

13.如权利要求1-12任一所述的波浪能转换器，其中所述转子的冲程长度与所述永磁铁组的直径的比率在10∶1至12∶1的范围内。

14.一种波浪能转换器，包括：一个或多个浮标，被刚性联动装置连接至一个或多个直线发电机的转子，由此，在使用中，所述转子和联动装置的重量向下作用在所述浮标上，所述直线发电机的转子容纳电线圈，且所述直线发电机的定子包括由多个永磁铁和多个极片交替排列形成的细长叠层体，这种配置使得在经过波浪的上升部分期间，所述浮标的浮力导致所述转子升高，并且随着所述波浪消失，所述浮标、联动装置和转子的总重量导致所述转子下降，由此在上冲程时和下冲程时均发电，所述转子中的线圈数量及其自重的大小足以实现a)所述转子以及其它移动元件的总重量足以承受在下冲程时产生的电动势，从而确保所述浮标基本上下降到用于在上冲程时发电的最低的理想点，b)在所述转子中有足够匝数的可用电线圈被所述定子放射的磁场切割，从而能够在所述定子中使用低品位磁性材料，同时还能够将在下冲程或上冲程时的基本上所有的可用机械能转换成电能，以及c)由于所述转子的所述自重，导致引起必需的所述向下运动所需的一个或多个其它移动元件的重量减小。

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