CN209250468U - 内动式谐振波浪发电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及内动式谐振波浪发电机，其包括浮标体和安装在浮标体上的发电机，发电机包括外壳、定子总成和动子总成，外壳固定安装在浮标体上，动子总成包括谐振弹簧和动子磁结构，动子磁结构的轴向两端分别通过谐振弹簧与外壳连接；定子总成包括定子铁芯和若干组依次相连接并间隔固定设于定子铁芯内壁的线圈绕线组，线圈绕线组将动子磁结构围绕在中间；浮标体上下起伏使动子磁结构通过谐振弹簧在定子总成内来回进行上下运动，使线圈绕线组切割动子磁结构形成的磁场而产生感应电动势。本实用新型的优点在于能将波浪能高效地转化为可直接利用电能。
Description
技术领域
本实用新型涉及内动式谐振波浪发电机。
背景技术
海洋能通常指蕴藏于海洋中的可再生能源，主要包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐差能等，其中，波浪能是海面波浪上下运动的势能与动能。海洋波浪能属于可再生的清洁能源，具有取之不尽用之不竭的优点。解决海洋结构物和海岛居民生活用电，减少不可再生能源和污染环境能源的消耗，缓解能源紧张等问题，响应国家节能减排的倡导，如何将海水波浪能高效地转化为可直接利用的电能成为关键。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种将海水波浪能高效地转化为可直接利用电能的谐振式波浪能发电装置。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
内动式谐振波浪发电机，包括浮标体和安装在浮标体上的发电机，所述发电机包括外壳、定子总成和动子总成，所述外壳固定安装在浮标体上，其特征在于，动子总成包括谐振弹簧和动子磁结构，动子磁结构的轴向两端分别通过谐振弹簧与外壳连接；所述定子总成包括定子铁芯和若干组依次相连接并间隔固定设于定子铁芯内壁的线圈绕线组，线圈绕线组将所述动子磁结构围绕在中间；浮标体上下起伏使动子磁结构通过谐振弹簧在定子总成内来回进行上下运动，当波浪的周期与弹簧加簧结构的谐振周期相同时，就发生谐振，这时切割磁力线的速度增加N倍，从而使实用新型效果增加同样的倍数，使线圈绕线组切割动子磁结构形成的磁场而产生感应电动势。
本实用新型的优点在于能将波浪能高效地转化为可直接利用电能。
本实用新型可通过如下方案进行改进：
每一线圈绕线组的线圈具有头端和尾端，每一线圈绕线组的线圈绕向一致，沿着线圈轴向上，线圈绕线组的线圈之尾端与居于相邻且其上的线圈绕线组的线圈之尾端电连接，线圈绕线组的线圈之头端与居于相邻且其下的线圈绕线组的线圈之头端电连接。由此，每一线圈绕线组所产生的感应电动势不会相互抵消而是相互叠加，对于整个发电机而言，所产生的感应电动势较大，因而，在外部条件不变的情况下，其提高了海洋能的利用效率。
定子铁芯由矽钢片制成。
所述定子铁芯的内壁沿着其轴向间隔形成有若干定子线槽，每一定子线槽容置有一组所述线圈绕线组。
动子磁结构的外侧面与所述定子铁芯的内壁面间形成磁隙。
动子磁结构包括均呈圆环状的上磁铁、导磁体和下磁铁，导磁体由软磁体材料制成并处于上磁铁和下磁铁之间，所述上磁铁和下磁铁均经径向充磁方式而为永磁体且两者的磁极性相反。由于动子磁结构磁极错叠分布，造成线圈绕组在发电时获得的电动势极性顺应地邻近相反。
上磁铁的外直径与下磁铁的外直径相等且均大于导磁体的外直径，上磁铁内侧面、下磁铁的内侧面和导磁体的内侧面平齐。
在外壳的轴向上，线圈绕线组的高度、相邻两线圈绕线组间的距离、上磁铁的厚度、导磁体的厚度和下磁铁的厚度均相等。
所述外壳内设置有中心轴与外壳的中心轴同轴的动子滑动轴，动子滑动轴沿其轴向设置有若干滚轮，滚轮的轮面与所述上磁铁的内侧面、导磁体的内侧面和下磁铁的内侧面相切。
所述谐振弹簧套设在动子滑动轴上。
附图说明
图1是实施例中内动式谐振波浪发电机的三维状态示意图。
图2是实施例中发电机的三维状态示意图。
图3是实施例中发电机主要构成部件的分解状态结构示意图。
图4是实施例中发电机的一个简略示意图。
图5是图4中I的放大状态示意图。
具体实施方式
如附图1所示，内动式谐振波浪发电机，包括浮标体1和安装在浮标体1上的发电机，浮标体1漂浮在海上(附图1中标号为100为吃水线)。
如附图2和附图3所示，所述发电机包括外壳2、定子总成4和动子总成5，所述外壳2固定安装在浮标体1上。
动子总成5包括谐振弹簧3和动子磁结构51，动子磁结构51的轴向两端分别通过谐振弹簧3与外壳2连接。
如附图4所示，动子磁结构51包括均呈圆环状的上磁铁52、导磁体53和下磁铁54，导磁体53由软磁体材料制成并处于上磁铁52和下磁铁54之间，所述上磁铁52和下磁铁54均经径向充磁方式而为永磁体且两者的磁极性相反，上磁铁52的外直径和下磁铁54的外直径相等且大于导磁体53的外直径，上磁铁 52内侧面、下磁铁54的内侧面和导磁体53的内侧面平齐。动子磁结构51由此而形成的磁场可参照附图5所示(该附图中虚线所示封闭曲线为描绘磁场分布的模拟磁力线)。
所述定子总成4包括定子铁芯42和若干组依次相连接并间隔固定设于定子铁芯42内壁的线圈绕线组41，线圈绕线组41将所述动子磁结构51围绕在中间。具体而言，每一线圈绕线组41的线圈具有头端和尾端，每一线圈绕线组 41的线圈绕向一致，沿着线圈轴向上，线圈绕线组41的线圈之尾端与居于相邻且其上的线圈绕线组41的线圈之尾端电连接，线圈绕线组41的线圈之头端与居于相邻且其下的线圈绕线组41的线圈之头端电连接。
同时，在定子铁芯42上设置有若干用以供电连接所需要的导线通过的通道，最上面的线圈绕线组41其线圈的头端和最下面的线圈绕线组41其线圈的尾端通过定子输电引出线外接于外部储能机构以储存能量。
定子铁芯42由矽钢片制成，所述定子铁芯42的内壁沿着其轴向间隔形成有若干定子线槽421，每一定子线槽421容置有一组所述线圈绕线组41。
动子磁结构51的外侧面与所述定子铁芯42的内壁面间形成磁隙V，由此，其一方面可避免两者相互碰触而无法切割或只切割较小的磁场，影响影果，另一方面也便于动子总成5相对定子总子总成4的自由滑动。
浮标体1上下起伏使动子磁结构51通过谐振弹簧3在定子总成4内来回进行谐振运动，使线圈绕线组41切割动子磁结构51形成的磁场而产生感应电动势。根据和(εk＝BLV),可知，配置好谐振弹簧3及动子磁结构 51的重量，以使其振荡周期与波浪上下起伏的周期产生谐振，动子磁结构51 在定子总成4内来回运动的速度加快，从而实现其产生的感应电动势更大。
在外壳2的轴向上，线圈绕线组41的高度L1、相邻两线圈绕线组41间的距离L2、上磁铁52的厚度D1、导磁体53的厚度D2和下磁铁54的厚度D3均相等，如此设置可实现感应电动势的叠加。
具体而言，动子磁结构51进入线圈绕线组41的线圈内，线圈均切割动子磁结构51所产生的磁场而产生感应电动势，由于在沿着线圈轴向上，线圈绕线组41的线圈之尾端与居于相邻且其上的线圈绕线组41的线圈之尾端电连接，线圈绕线组41的线圈之头端与居于相邻且其下的线圈绕线组41的线圈之头端电连接，因此，每一线圈绕线组41所产生的感应电动势不会相互抵消而是相互叠加，由此，对于整个发电机而言，所产生的感应电动势较大，因而，在外部条件不变的情况下，提高了海洋能的利用效率。
需要说明一点的是，在附图5中，表达线圈的地方，“X”表示所产生的感生电流的方向为垂直于纸面向里，而“。”表示所产生的感生电流的方向为垂直于纸面向外，N表达磁铁北极，而S表示是磁铁南极。
如附图4所示，在所述外壳2内设置有中心轴与外壳2的中心轴同轴的动子滑动轴21以起到为动子的运动导向作用，同时，所述谐振弹簧3套设在动子滑动轴21上。
另外，为了提高动子在定子中滑动的流畅性，减少阻力，在动子滑动轴21沿其轴向设置有若干滚轮22，滚轮22的轮面与所述上磁铁52的内侧面、导磁体53的内侧面和下磁铁54的内侧面相切。
Claims (10)
1.内动式谐振波浪发电机，包括浮标体和安装在浮标体上的发电机，所述发电机包括外壳、定子总成和动子总成，所述外壳固定安装在浮标体上，其特征在于，动子总成包括谐振弹簧和动子磁结构，动子磁结构的轴向两端分别通过谐振弹簧与外壳连接；所述定子总成包括定子铁芯和若干组依次相连接并间隔固定设于定子铁芯内壁的线圈绕线组，线圈绕线组将所述动子磁结构围绕在中间；浮标体上下起伏使动子磁结构通过谐振弹簧在定子总成内来回进行上下运动，使线圈绕线组切割动子磁结构形成的磁场而产生感应电动势。
2.根据权利要求1所述的内动式谐振波浪发电机，其特征在于，每一线圈绕线组的线圈具有头端和尾端，每一线圈绕线组的线圈绕向一致，沿着线圈轴向上，线圈绕线组的线圈之尾端与居于相邻且其上的线圈绕线组的线圈之尾端电连接，线圈绕线组的线圈之头端与居于相邻且其下的线圈绕线组的线圈之头端电连接。
3.根据权利要求2所述的内动式谐振波浪发电机，其特征在于，定子铁芯由矽钢片制成。
4.根据权利要求2所述的内动式谐振波浪发电机，其特征在于，所述定子铁芯的内壁沿着其轴向间隔形成有若干定子线槽，每一定子线槽容置有一组所述线圈绕线组。
5.根据权利要求2所述的内动式谐振波浪发电机，其特征在于，动子磁结构的外侧面与所述定子铁芯的内壁面间形成磁隙。
6.根据权利要求1至权利要求5任一权利要求所述的内动式谐振波浪发电机，其特征在于，动子磁结构包括均呈圆环状的上磁铁、导磁体和下磁铁，导磁体由软磁体材料制成并处于上磁铁和下磁铁之间，所述上磁铁和下磁铁均经径向充磁方式而为永磁体且两者的磁极性相反。
7.根据权利要求6所述的内动式谐振波浪发电机，其特征在于，上磁铁的外直径与下磁铁的外直径相等且均大于导磁体的外直径，上磁铁内侧面、下磁铁的内侧面和导磁体的内侧面平齐。
8.根据权利要求6所述的内动式谐振波浪发电机，其特征在于，在外壳的轴向上，线圈绕线组的高度、相邻两线圈绕线组间的距离、上磁铁的厚度、导磁体的厚度和下磁铁的厚度均相等。
9.根据权利要求7所述的内动式谐振波浪发电机，其特征在于，所述外壳内设置有中心轴与外壳的中心轴同轴的动子滑动轴，动子滑动轴沿其轴向设置有若干滚轮，滚轮的轮面与所述上磁铁的内侧面、导磁体的内侧面和下磁铁的内侧面相切。
10.根据权利要求9所述的内动式谐振波浪发电机，其特征在于，所述谐振弹簧套设在动子滑动轴上。
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| CN201821892766.5U CN209250468U (zh) | 2018-11-16 | 2018-11-16 | 内动式谐振波浪发电机 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109302040A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-02-01 | 中山市探海仪器有限公司 | 内动式谐振波浪发电机 |
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2018
- 2018-11-16 CN CN201821892766.5U patent/CN209250468U/zh active Active
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