CN103199651B - 一种波浪发电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种波浪发电机，包含定子、定子绕组及安装在定子内部的转子，转子包含：转子铁芯；转子外磁极，其套置在转子铁芯外圈上；转子内磁极，其穿设在转子铁芯内圈中；该发电机还包含：动子，其穿设在转子内磁极中，且可在转子内磁极中来回移动；动子绕组，其套在在动子上；当动子做直线运动的时，通过螺线型磁场的耦合，转子就会做相应的旋转运动。本发明具有高功率密度，能对瞬时输入功率快速地追踪和控制；并提供了一条额外的功率输送通道，为解决如何经济合理地最大化利用波浪能的问题提供了一个全新的解决方案。

Description

一种波浪发电机
技术领域
本发明涉及一种发电机，特别涉及一种波浪发电机。
背景技术
当前，在全世界范围内，对于可再生能源的开发利用一直呈现出快速上升的趋势。除了风能和太阳能，作为各种可再生能源中能量密度最高的一种可再生能源-海洋波浪能的利用和开发也是新能源的重点发展领域之一。而且波浪发电装置一年中能用于发电的时间比风能和太阳能多3～4 倍，其有巨大的潜力和市场。目前，全世界范围内已经有超过1000 多台安装运行的波浪发电装置，而且成功运营的装机容量达到了兆瓦级。近年来，世界各国政府和企业都加大了对于波浪发电技术的研发和新样机试制的投入。
波浪能的产生具有随机性，而且波浪能的波动范围通常很宽。其峰值和平均值的差在5～10 倍左右。在目前的波浪发电装置中普遍存在的两大技术挑战是:
1). 如何有效地实现最大波浪能的追踪和采集；
2). 如何提高发电装置的功率密度，提高性能，降低成本，并经济合理地平衡峰值功率和平均功率的关系，寻求最优的容量配比和功率控制策略
发明内容
本发明提出了一种全新的基于丝杆传动原理的高性能波浪发电机，该发电机具有高功率密度，能对瞬时输入功率快速地追踪和控制；并提供了一条额外的功率输送通道，为解决如何经济合理地最大化利用波浪能的问题提供了一个全新的解决方案。
为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种波浪发电机，包含定子、定子绕组及安装在定子内部的转子，其特点是，所述的转子包含：
转子铁芯；
转子外磁极，其套置在转子铁芯外圈上；
转子内磁极，其穿设在转子铁芯内圈中；
该发电机还包含：
动子，其穿设在转子内磁极中，且可在转子内磁极中来回移动；
动子绕组，其套在在动子上；
当动子做直线运动的时，通过螺线型磁场的耦合，转子就会做相应的旋转运动。
所述的转子内磁极设为螺旋管状。
所述的动子外圈上间隔设有若干凸极，每相邻凸极之间形成绕组槽。
所述的动子凸极与转子内磁极相适配，
所述的动子绕组绕在绕组槽上，当动子绕组通上直流电源时，动子绕组两边的凸极变成磁性相反的磁极。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1. 利用丝杆的传动原理，直接将低速的动子直线运动转化成高速的转子旋转运动，能极大地提高电机的功率密度。
2. 类似于风力发电变桨系统，可控磁场的动子结构能灵活调节波浪发电机的机械输入功率。
3. 附加的动子绕组提供了额外的过载功率再生通道，能进一步地提高波浪能的利用率。
附图说明
图1为本发明一种波浪发电机示意图。
图2为本发明一种波浪发电机动子的纵剖面图以及外接直流电源后的磁极示意图。
具体实施方式
以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。
如图1所示，一种波浪发电机，包含定子1、定子绕组、安装在定子1内部的转子、动子3及动子绕组4，所述的转子包含：转子铁芯21；转子外磁极22，其套置在转子铁芯21外圈上；转子内磁极23，其穿设在转子铁芯21内圈中；动子3穿设在转子内磁极23中，且可在转子内磁极23中来回移动；动子绕组4套在在动子3上；当动子3做直线运动的时，通过螺线型磁场的耦合，转子就会做相应的旋转运动。所述的转子内磁极23设为螺旋管状。
如图2所示，所述的动子3外圈上间隔设有若干凸极31，每相邻凸极31之间形成绕组槽32。所述的动子凸极31与螺旋管状的转子内磁极23相适配，所述的动子绕组4绕在绕组槽32上，当动子绕组4通上直流电源时，动子绕组4两边的凸极31变成磁性相反的磁极。
本发明应用时，动子与外部的波浪发电机械输入装置相连，从而将波浪能转化为动子3的动能，使得动子3作直线运动，另一方面，动子绕组4通上直流电源，动子绕组4两边的凸极31变成磁性相反的磁极，当动子3做直线运动的时，通过螺线型磁场的耦合，转子内磁极23就会做相应的旋转运动，并带动转子铁芯21及转子外磁极22旋转，使得转子外磁极22能在定子1中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，将波浪能转化为电能。
综上所述，本发明一种波浪发电机，该发电机利用丝杆传动原理，具有高功率密度，能对瞬时输入功率快速地追踪和控制；并提供了一条额外的功率输送通道，为解决如何经济合理地最大化利用波浪能的问题提供了一个全新的解决方案。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (2)

1.一种波浪发电机，包含定子（1）、定子绕组及安装在定子（1）内部的转子，其特征在于，所述的转子包含：
转子铁芯（21）；
转子外磁极（22），其套置在转子铁芯（21）外圈上；
转子内磁极（23），其穿设在转子铁芯（21）内圈中；
该发电机还包含：
动子（3），其穿设在转子内磁极（23）中，且可在转子内磁极（23）中来回移动；
动子绕组（4），其套在在动子（3）上；
当动子（3）做直线运动时，通过螺线型磁场的耦合，转子就会做相应的旋转运动；
所述的转子内磁极（23）设为螺旋管状；
所述的动子（3）外圈上间隔设有若干凸极（31），每相邻凸极（31）之间形成绕组槽（32）；
所述的动子凸极（31）与转子内磁极（23）相适配。
2.如权利要求1所述的波浪发电机，其特征在于，所述的动子绕组（4）绕在绕组槽（32）上，当动子绕组（4）通上直流电源时，动子绕组（4）两边的凸极（31）变成磁性相反的磁极。
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