CN106968872A - 基于铰链的垂荡式浮子波浪换能器 - Google Patents

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    • 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"
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Abstract

一种海浪发电技术领域的基于铰链的垂荡式浮子波浪换能器，包括：浮子、钢臂、液压缸、液压马达、发电机和电力变换器，其中：浮子顶部固定有倾斜设置的钢臂，钢臂通过铰链分别与固定平台、液压缸的活塞杆相连，液压缸缸体与固定平台通过铰链连接，液压缸通过液压油管路与液压马达相连，液压马达、发电机和电力变换器依次连接，电力变换器与交流电网相连进行电力输送。本发明能够将波浪换能器的主要运动范围限制在垂荡方向上，降低液压缸、液压马达和发电机损坏的风险，压缩维修成本的同时增加产电能力。

Description

基于铰链的垂荡式浮子波浪换能器
技术领域
本发明涉及的是一种海浪发电领域的技术，具体是一种基于铰链的垂荡式浮子波浪换能器。
背景技术
现有波浪换能器在大幅波浪的作用下将产生六个自由度的剧烈运动，包括纵荡、横荡、垂荡、横摇、纵摇和首尾摇，上述混乱的晃动势必引起液压缸、液压马达和发电机的损坏，引起设备故障，降低产电能力，增加维修成本。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出了一种基于铰链的垂荡式浮子波浪换能器，能够将波浪换能器的主要运动范围限制在垂荡方向上，降低液压缸、液压马达和发电机损坏的风险，压缩维修成本的同时增加产电能力。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明包括：浮子、钢臂、液压缸、液压马达、发电机和电力变换器，其中：浮子顶部固定有倾斜设置的钢臂，钢臂通过铰链分别与固定平台、液压缸的活塞杆相连，液压缸缸体与固定平台通过铰链连接，液压缸通过液压油管路与液压马达相连，液压马达、发电机和电力变换器依次连接，电力变换器与交流电网相连进行电力输送。
所述的液压油管路设有截止止回阀。
技术效果
与现有技术相比，本发明将波浪换能器的主要运动范围限制在垂荡方向上，降低了波浪换能器运动的不确定性以及由此引起的液压缸、液压马达和发电机较高的故障率，压缩维修成本的同时增加产电能力；经Matlab/Simulink仿真，产电能力可提高35％左右。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图中：浮子1、钢臂2、第一铰链3、第二铰链4、活塞杆5、液压缸6、第三铰链7、固定平台8(仅部分示出)、活塞9、液压油管路10、截止止回阀11、液压马达12、发电机13、电力变换器14、交流电网15。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1所示，本实施例包括：浮子1、钢臂2、液压缸6、液压马达12、发电机13和电力变换器14，其中：浮子1顶部固定有倾斜设置的钢臂2，钢臂2通过第一铰链3与液压缸6的活塞杆5相连，钢臂2通过第二铰链4与固定平台8相连，液压缸6的缸体与固定平台8通过第三铰链7连接，液压缸6通过液压油管路10与液压马达12相连，液压马达12、发电机13和电力变换器14依次连接，电力变换器14与交流电网15相连进行电力输送。
所述的液压油管路10设有截止止回阀11，确保液压油沿液压油管路10仅向液压马达12方向单向流动。
所述的第一铰链3、第二铰链4和第三铰链7均设有耳板，其中：第一铰链3的耳板焊接在钢臂2上，第二铰链4和第三铰链7的耳板均焊接在固定平台8上。
所述的固定平台8可固定在深插入海底的钢桩上。
本实施例的工作原理如下：
浮子1在波浪的作用下运动，带动钢臂2绕第二铰链4柔性旋转，钢臂2通过第一铰链3带动活塞杆5运动，同时在第三铰链7的作用下，液压缸6转动，活塞杆5带动活塞9在缸体内往复运动；
当活塞9向上运动时，液压缸6内的上部液压油承压，压力升高，高压液压油通过液压缸6上端口进入液压油管路10，经截止止回阀11后沿管路流进液压马达12，液压马达12驱动发电机13发出电力，所发出的电力经电力变换器14变换后被送入当地的交流电网15。
优选地，所述的浮子1的直径为5.5m、高为5.2m；
优选地，所述的发电机13的额定功率为185kW；
优选地，所述的钢臂2的长、宽、高分别为9.2m、1.25m和1.25m；
通过Matlab/Simulink建立本实施例的仿真模型，电力变换器14的输出功率在180kW附近微幅变化，满足电力稳定输出的要求。

Claims (4)

1.一种基于铰链的垂荡式浮子波浪换能器，其特征在于，包括：浮子、钢臂、液压缸、液压马达、发电机和电力变换器，其中：浮子顶部固定有倾斜设置的钢臂，钢臂通过铰链分别与固定平台、液压缸的活塞杆相连，液压缸缸体与固定平台通过铰链连接，液压缸通过液压油管路与液压马达相连，液压马达、发电机和电力变换器依次连接，电力变换器与交流电网相连进行电力输送；钢臂通过第一铰链与活塞杆相连，第一铰链的耳板焊接在钢臂上；钢臂通过第二铰链与固定平台相连，第二铰链的耳板焊接在固定平台上。
2.根据权利要求1所述的基于铰链的垂荡式浮子波浪换能器，其特征是，所述的液压油管路设有截止止回阀。
3.根据权利要求1所述的基于铰链的垂荡式浮子波浪换能器，其特征是，所述的固定平台设有第三铰链，第三铰链与活塞缸缸体相连，第三铰链的耳板固定在固定平台上。
4.根据权利要求1所述的基于铰链的垂荡式浮子波浪换能器，其特征是，所述的固定平台固定在深插入海底的钢桩上。
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