RU194378U1 - Поплавковая волновая электростанция - Google Patents

Поплавковая волновая электростанция Download PDF

Info

Publication number
RU194378U1
RU194378U1 RU2019119758U RU2019119758U RU194378U1 RU 194378 U1 RU194378 U1 RU 194378U1 RU 2019119758 U RU2019119758 U RU 2019119758U RU 2019119758 U RU2019119758 U RU 2019119758U RU 194378 U1 RU194378 U1 RU 194378U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
generator
wave
generators
phase
equal
Prior art date
Application number
RU2019119758U
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Александрович Мартынов
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения"
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 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения"
Priority to RU2019119758U priority Critical patent/RU194378U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU194378U1 publication Critical patent/RU194378U1/ru

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
    • F03B13/1805—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 hinged to the rem
    • F03B13/181—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 hinged to the rem for limited rotation
    • F03B13/1815—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 hinged to the rem for limited rotation with an up-and-down movement
    • 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
    • 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)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована при производстве электрической энергии путем преобразования механической энергии волн в электрическую энергию, передаваемую в системы электропитания, например метеобуев, буев связи, маяков и т.п.Поплавковая волновая электростанция выполнена из трех однофазных генераторов, ферромагнитные корпуса которых имеют цилиндрическую форму и жестко связаны друг с другом. Каждый однофазный генератор содержит статор с обмоткой, размещенный в корпусе, индуктор, размещенный на штоке, и две пружины, прикрепленные к верхней и нижней крышкам корпуса. Шток каждого генератора жестко соединен с поплавком, общим для трех генераторов, и имеет возможность совершать возвратно-поступательные движения с периодом, равным периоду колебания волны Т.Электрические обмотки, имеющие форму катушек и размещенные между кольцевыми сердечниками магнитопровода статора каждого генератора, расположены в пространстве строго параллельно друг другу, индукторы трех однофазных генераторов выполнены в виде набора кольцевых магнитов с кольцевыми ферромагнитными вставками между ними, образуя три многополюсные магнитные системы с пространственным сдвигом между ними, равным 2τ/3, причем линейные размеры всех трех генераторов выбраны таким образом, что генерирование электрической энергии возможно только на участках волны с наибольшей скоростью перемещения.

Description

Полезная модель относится к области электротехники, может быть использована при производстве электрической энергии путем преобразования механической энергии волн в электрическую энергию, передаваемую в системы электропитания метеобуев, буев связи, маяков и т.п., и применяться как составная часть группы электростанций, объединенных в одну сеть для питания систем освещения пирсов, набережных, других потребителей.
Известна «Поплавковая волновая электростанция» (Патент РФ №2513070, опубл. 20.04.2014 г., БИ №11), которая содержит обтекаемый герметичный поплавок и вертикально расположенный внутри поплавка цилиндрический корпус с размещенным в нем маятником. Маятник подвешен к концу троса, который переброшен через блок, установленный на вращающейся оси. Другой конец троса прикреплен к якорю, установленному на дне. К вращающейся оси блока присоединен ротор электрического генератора с постоянными магнитами. Статор генератора закреплен на корпусе. Обмотка статора генератора присоединена к входу зарядного устройства, а выход устройства присоединен к аккумулятору, который вместе с устройством находится в приборном отсеке в верхней части поплавка.
Недостатками устройства является низкая эффективность преобразования механической энергии волн в электрическую энергию, вызванная малой величиной амплитуды и частоты ЭДС, наводимой в обмотке генератора, поскольку преобразование линейного перемещения поплавка во вращательное движение ротора электрического генератора осуществляется без редукции, необходимой для достижения требуемого уровня скорости вращения ротора генератора. Кроме этого, при появлении качки поплавка натяжение троса будет ослабляться и, вследствие этого, коэффициент сцепления троса с блоком будет снижаться вплоть до нулевого значения, в результате появится проскальзывание троса и прекращение передачи вращения на ротор генератора.
Известна «Волновая энергетическая установка» (Патент РФ 2440510, опубл. 20.01.2012 г., БИ №2), содержащая линейный электрогенератор тока, состоящий из статора и генерирующего сердечника, способного к вертикальному возвратно - поступательному движению внутри статора, полый поплавок, шток, кинематически связывающий сердечник с поплавком, вертикальные направляющие балки с двигающимися по ним опорными роликами, демпферами. Установка снабжена вертикальной стойкой и укрепленным на ней корпусом, выполненным в виде пустотелого корпуса из неметаллического материала с центральными отверстиями на своде и на днище, внутри которого размещены статор и генерирующий сердечник, при этом вертикальные направляющие балки жестко закреплены на своде и на днище корпуса, опорные ролики прикреплены к боковой поверхности генерирующего сердечника, а поплавок, имеющий днище, носовую часть, свод и вентиль, связан со штоком через шарнирное устройство, которое жестко присоединено к своду поплавка.
Недостатками устройства являются низкий КПД и неравномерность процесса преобразования механической энергии волн в электрическую, низкая надежность и недостаточная долговечность конструкции. Работу сложной многокомпонентной системы обеспечивают направляющие ролики, подшипники, сальники, шарниры, что усложняет изделие и влияет на надежность, особенно в условиях агрессивной среды морской воды.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является «Трехфазный генератор» (журнал Proc. IMechE Vol. 223 Part A: J. Power and Energy, 2009, стр. 896-897), содержащий жестко закрепленный на опоре один корпус с двумя крышками, внутри которого размещен статор с ферромагнитным магнитопроводом и трехфазной электрической обмоткой и индуктор с многополюсной магнитной системой, полюсное деление которой равно τ, а также содержит пружину, прикрепленную к нижней крышке корпуса, и жестко соединенные между собой поплавок и шток, на котором закреплен индуктор. Корпус в сечении имеет прямоугольную форму и выполнен из немагнитного материала. Трехфазная обмотка статора выполнена по известной технологии обмоток электрических машин переменного тока (Кацман М.М. Электрические машины: Учебник для студентов сред. проф. учебных заведений. - 3-е изд. испр. - М: Высш. шк.; Издательский центр «Академия»; 2001. стр. 102-123) и размещена в пазах магнитопровода статора с шагом равным полюсному делению τ, причем на расстоянии равным одному полюсному делению магнитной системы индуктора τ размещены три паза магнитопровода статора с проводниками обмоток трех фаз. Общая длина ферромагнитного магнитопровода с размещенной в нем трехфазной электрической обмоткой составляет длину активную зону генератора
Figure 00000001
Отношение длины активной зоны генератора
Figure 00000002
к длине полюсного деления τ определяет коэффициент электрической редукции генератора kp, т.е.
Figure 00000003
Частота ЭДС, генерируемой в обмотке статора при возвратно-поступательном движении индуктора ƒэ, больше частоты колебания волны ƒв в коэффициент электрической редукции раз, т.е. ƒэ=kpƒв.
Недостатками известного устройства являются
- длина полюсного деления трехфазного генератора в три раза больше, чем у однофазного генератор, следовательно, при одной и той же длине активной зоны генератора
Figure 00000004
частота ЭДС, генерируемой в обмотке трехфазного генератора в три раза меньше, чем в обмотке однофазного генератора с той же длиной активной зоны генератора
Figure 00000005
что приводит к снижению эффективности работы генератора;
- при выравнивании значений частоты ЭДС, генерируемой в обмотке трехфазного генератора, и ЭДС, генерируемой в обмотке однофазного генератора, длина активной зоны
Figure 00000006
трехфазного генератора должна быть увеличена в 3 раза по сравнению с прежним значением. Во столько же раз увеличится и длина корпуса. С увеличением длины корпуса возрастает отрицательное влияние воздействия поперечной силы волны на корпус генератора, что ведет к увеличению механических напряжений в корпусе и понижению надежности работы генератора;
- из-за того, что корпус генератора выполнен немагнитным и не способен проводить магнитный поток, размеры магнитопровода генератора увеличены, поэтому увеличены и размеры трехфазного генератора в целом;
- линейные размеры трехфазного генератора, включая и длину активной зоны генератора
Figure 00000007
выбраны без учета влияния скорости перемещения волны на отдельных участках периода волны на величину амплитуды и частоты ЭДС, наводимой в обмотке статора.
Задачей является создание поплавковой волновой электростанции с улучшенными технико-экономическими, энергетическими и масса-габаритными показателями.
Техническим результатом является повышение надежности и уменьшение линейных размеров поплавковой волновой электростанции.
Технический результат достигается тем, что поплавковая волновая электростанция, содержащая однофазный генератор, включающий жестко закрепленный на опоре корпус с двумя крышками, внутри которого размещен статор с электрической обмоткой и индуктор с многополюсной магнитной системой, полюсное деление которой равно τ, пружину, прикрепленную к нижней крышке корпуса, и жестко соединенные между собой поплавок и шток, на который закреплен индуктор с возможностью возвратно-поступательного движения с периодом равным периоду колебания волны Тв, дополнительно снабжена двумя однофазными генераторами, корпуса всех трех генераторов выполнены из ферромагнитного материала, имеют цилиндрическую форму и жестко соединены между собой, в каждый генератор введено по одной пружине, прикрепленной к верхней крышке корпуса, электрические обмотки всех генераторов, имеющие форму катушек и размещенные между кольцевыми сердечниками магнитопровода статора каждого генератора, расположены в пространстве строго параллельно друг другу, причем суммарная высота каждой катушки и кольцевого сердечника равна полюсному делению τ, индукторы трех однофазных генераторов выполнены в виде набора кольцевых магнитов с кольцевыми ферромагнитными вставками между ними, образуя три многополюсные магнитные системы с пространственным сдвигом между ними равным 2τ/3, причем линейные размеры всех трех генераторов выбраны таким образом, что генерирование электрической энергии возможно только на участках волны с наибольшей скоростью перемещения.
Объединенные конструктивно три однофазных генератора с магнитоэлектрическим возбуждением образуют единую электромеханическую систему трехфазного генератора, преобразующую механическую энергию волн в электрическую энергию трехфазного тока. Постоянные магниты многополюсных магнитоэлектрических систем (индукторов), создающие магнитный поток, закреплены на штоках, соединяющих их с общим для трех однофазных генераторов поплавком. Корпус каждого генератора выполнен из ферромагнитного материала и кроме обеспечения требуемой жесткости конструкции проводит магнитный поток, созданный индуктором. Корпуса трех однофазных генераторов объединены в единую конструкцию так, что пространственное положение соответствующих полюсных делений магнитопроводов статора трех однофазных генераторов строго совпадает. Корпус каждого однофазного генератора имеет верхнюю и нижнюю крышки с отверстиями, необходимыми для обеспечения возвратно-поступательного движения штока. К каждой крышке прикреплена пружина, необходимая для амортизации силы, возникающей от соприкосновения торца индуктора с крышкой корпуса при завершении каждого движения индуктора вверх или вниз. Энергия, запасенная сжатой пружиной, способствует также более быстрому набору скорости перемещения индуктора при начале каждого нового движения.
Эффективность работы каждого однофазного генератора не постоянна на протяжении периода одной волны, а зависит от скорости перемещения волны на каждом отдельном участке периода волны.
Существенные отличия, позволяющие реализовать технический результат:
- линейные размеры трех однофазных генераторов выбраны таким образом, что генерирование электрической энергии трехфазного тока осуществляется только на участках волны с наибольшей скоростью перемещения;
- генерирование электрической энергии трехфазного тока осуществляется тремя однофазными генераторами, объединенными конструктивно и имеющими более высокий коэффициент электрической редукции благодаря уменьшению длины полюсного деления по сравнению с устройством, принятым за прототип;
- корпус каждого однофазного генератора выполнен ферромагнитным.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен общий вид устройства в разрезе вдоль вертикальной оси устройства и введены следующие обозначения:
1 - первый однофазный генератор;
2 - второй однофазный генератор;
3 - третий однофазный генератор;
4 - корпус первого генератора;
5 - статор первого генератора;
6 - индуктор первого генератора;
7 - шток первого генератора;
8 - верхняя пружина первого генератора;
9 - нижняя пружина первого генератора;
10 - поплавок.
На фиг. 2 представлен участок продольного разреза статора и индуктора одного генератора и введены следующие обозначения:
11 - обмотка;
12 - кольцевой сердечник магнитопровода статора;
13 - кольцевой магнит;
14 - кольцевая ферромагнитная вставка индуктора;
На фиг. 3 представлены временные диаграммы, поясняющие принцип работы поплавковой волновой электростанции, и введены следующие обозначения:
15 - график изменения амплитуды волны во времени, y=ƒ(t);
16 - график изменения скорости перемещения волны,
Figure 00000008
Устройство содержит три однофазных генератора 1, 2 и 3, ферромагнитные корпуса 4 каждого из них жестко соединены с двумя другими и образуют единую конструкцию. Внутри корпуса 4 каждого генератора размещены статор 5 и индуктор 6, жестко закрепленный на штоке 7, и по две пружины 8 и 9. Первая пружина 8 прикреплена к верхней крышке корпуса, а вторая пружина 9 - к нижней крышке корпуса. Штоки 7 генераторов 1, 2 и 3 жестко соединены с поплавком 10.
Статор каждого генератора имеет обмотку 11, выполненную в виде катушек торроидальной формы, и кольцевые сердечники 12 магнитопровода статора. Индуктор 6 каждого генератора содержит кольцевые магниты 13 и кольцевые ферромагнитные вставки 14. Многополюсные магнитные системы индукторов 6 генераторов 1, 2 и 3 сдвинуты в пространстве относительно друг друга на расстояние равное 2τ/3, а магнитопроводы статоров 5 генераторов 1, 2 и 3 с обмотками 11 размещены в пространстве строго параллельно друг другу.
Устройство работает при наличии морских волн следующим образом.
Поплавок 10, находясь в волне, вместе со штоком 7 и индуктором 6 совершает возвратно-поступательные движения с частотой колебания волны ƒв. Магнитные силовые линии, созданные кольцевыми магнитами 13 индукторов 6 генераторов 1, 2, 3, пересекают проводники обмоток 11 статоров 5, размещенных в корпусах 4, и наводят в них трехфазную систему ЭДС переменного тока:
- на обмотке статора генератора 1 наводится ЭДС e1=Emsinωt;
- на обмотке статора генератора 2 наводится ЭДС e2=Emsin(ωt-2π/3);
- на обмотке статора генератора 3 наводится ЭДС e3=Emsin(ωt-4π/3),
где Em=4,44ФƒэWф;
Wф - число витков одной фазы;
Ф - магнитный поток одного полюса индуктора;
ƒэ - частота ЭДС, генерируемой в обмотке статора;
ω=2πƒэ - угловая частота ЭДС, генерируемой в обмотке статора.
Фазовый сдвиг во времени ЭДС, наводимых в обмотках 11 генераторов 1, 2, 3 при возвратно-поступательном движении индукторов 6 равен 2π/3 благодаря пространственному сдвигу многополюсных магнитных систем индукторов 6 равному 2τ/3.
Первая пружина 8 прикрепленная к верхней крышке корпуса, и вторая пружина 9, прикрепленная к нижней крышке корпуса, амортизируют силы, возникающей от соприкосновения торца индуктора 6 с крышками корпуса 4 при завершении каждого движения индуктора 6 вверх или вниз вслед за перемещением волны. Амплитуда волны y изменяется во времени в соответствии с уравнением движения волны:
y=Asin(2πt/Тв),
где А - амплитуда волны;
Figure 00000009
- период колебания волны;
t - текущее значение времени.
Скорость перемещения волны во времени
Figure 00000010
определяется путем дифференцирования уравнения движения волны
Figure 00000011
Из полученной формулы следует, что величина скорости изменяется от максимального значения, равного А2π/Тв при t=Тв/8 до значения, равного 0 при t=Тв/4. Величина скорости перемещения волны оказывает влияние на частоту ЭДС, генерируемой в обмотке статора ƒэ. При скорости перемещения волны равной 0 магнитный поток индуктора не пересекает витки обмотки статора и не наводит в них ЭДС, значит частота ЭДС равна 0. Поскольку скорость перемещения волны
Figure 00000012
то частота ЭДС, генерируемой в обмотке статора
Figure 00000013
Так как мгновенное значение скорости перемещения волны не постоянно на интервале одного периода волны, то и значение частоты ЭДС, генерируемой в обмотке статора, также не постоянно на интервале одного периода волны:
Figure 00000014
При значениях времени t=0,0Tв; 0,5Тв; 1,0Tв; 1,5Тв и т.д. скорость перемещения волны максимальная и частота генерируемой в обмотке статора ЭДС также максимальная и равна ƒэ=Аπ/(τТв), а при значениях времени t=0,25Тв; 0,75Тв, 1,25Тв; 1,75Тв и т.д. скорость перемещения волны равна нулю и частота генерируемой в обмотке статора ЭДС также равна нулю и преобразование механической энергии волны в электрическую энергию не происходит. Учитывая это, рабочую зону магнитопровода статора можно установить в пределах, при которых преобразование механической энергию волны в электрическую энергию наиболее эффективно. Из приведенных выше соотношений следует, что в пределах времени Тв/8<t<3Тв/8 скорость перемещения волны наибольшая и изменяется от значения, равного (A2π/Тв)cos(2π/8)=0,707(А2π/Тв) до значения равного А2π/Тв, и далее спадает до значения, равного (A2π/Тв)cos(2π/8)=0,707(A2π/Тв). Для расчетов можно принять среднее значение скорости перемещения волны на этом интервале времени равным
Figure 00000015
На интервале одного периода перемещения волны преобразование механической энергии волн в электрическую энергию наиболее эффективно на участках перемещения волны с наибольшей скоростью:
- на ниспадающем участке периода волны от 3Тв/8 до 5Тв/8;
- на восходящем участке периода волны от 7Тв/8 до 9Тв/8.
На участках перемещения волны с наименьшей скоростью - от Тв/8 до 3Тв/8 и от 5Тв/8 до 7Тв/8 эффективность преобразования механической энергии волн в электрическую энергию низкая, поэтому на этих участках периода волны можно ограничить движение индукторов генераторов и уменьшить длину рабочей зоны магнитопровода статора.
Движение индуктора генератора с наибольшей скоростью перемещения происходит на участке рабочей зоны магнитопровода статора, равным 1,2 амплитуды волны, как на восходящем, так и на ниспадающем участках волны.
При сокращении длины рабочей зоны магнитопровода статора линейные размеры магнитопровода статора и индуктора уменьшаются, уменьшается длина корпуса генератора.
При известном значении средней скорости можно установить зависимость частоты ЭДС, наводимой в обмотке статора ƒэ, и коэффициента электрической редукции генератора от параметров генератора и волны, воспользовавшись равенством
Figure 00000016
Откуда ƒэ=(А2π/Тв)0,85/2τ=2,67А/(τТв).
Полюсное деление
Figure 00000017
где
Figure 00000018
- длина рабочей зоны магнитопровода статора;
Nк - число катушек обмотки статора, размещенных на рабочей зоне магнитопровода статора одного генератора.
Коэффициент электрической редукции генератора равен
kp=ƒэ/ƒв=ƒэ*Тв=2,67А/τ.
В разных регионах мирового океана в разное время года амплитуда волны разная, но для расчета генератора можно принять среднее значение амплитуды волны равное 1,25 м.
При принятом среднем значении амплитуды волны равным 1,25 м высота волны (полный размах волны) составит 2,5 м. На такое расстояние будет перемещаться индуктор каждого генератора, если не будет введено ограничение рабочей зоны (так как это реализовано в устройстве, принятом за прототип). Как было показано выше, перемещение индуктора целесообразно ограничить величиной равной 1,2⋅А, т.е. 1,2⋅1,25=1,5 м. В этом случае длина активной зоны индуктора составит
Figure 00000019
где
Figure 00000020
, - длина рабочей зоны магнитопровода статора;
τ - полюсное деление;
Nк - число катушек обмотки статора, размещенных на рабочей зоне магнитопровода статора одного генератора.
Без ограничения перемещения индуктора длина активной зоны индуктора составит
Figure 00000021
Ограничение перемещения индуктора приводит к уменьшению длины индуктора на 1 м, соответственно к уменьшению числа постоянных магнитов, установленных в индукторе, а значит и к уменьшению затрат на изготовление индуктора.
Длина корпуса каждого однофазного генератора Lк=Lи+2х0, где
х0 - высота сжатой пружины.
Длина корпуса каждого однофазного генератора также станет меньше на 1 м при введении ограничений перемещения индуктора. Это способствует повышению устойчивости корпуса к механическим напряжениям, вызванными воздействием поперечной силы волны на корпус, и повышению надежности работы генератора в целом.

Claims (1)

  1. Поплавковая волновая электростанция, содержащая однофазный генератор, включающий жестко закрепленный на опоре корпус с двумя крышками, внутри которого размещен статор с электрической обмоткой и индуктор с многополюсной магнитной системой, полюсное деление которой равно τ, пружину, прикрепленную к нижней крышке корпуса, и жестко соединенные между собой поплавок и шток, на который закреплен индуктор с возможностью возвратно-поступательного движения с периодом, равным периоду колебания волны Тв, отличающаяся тем, что дополнительно снабжена двумя однофазными генераторами, корпуса всех трех генераторов выполнены из ферромагнитного материала, имеют цилиндрическую форму и жестко соединены между собой, в каждый генератор введено по одной пружине, прикрепленной к верхней крышке корпуса, электрические обмотки всех генераторов, имеющие форму катушек и размещенные между кольцевыми сердечниками магнитопровода статора каждого генератора, расположены в пространстве строго параллельно друг другу, причем суммарная высота каждой катушки и кольцевого сердечника равна полюсному делению τ, индукторы трех однофазных генераторов выполнены в виде набора кольцевых магнитов с кольцевыми ферромагнитными вставками между ними, образуя три многополюсные магнитные системы с пространственным сдвигом между ними, равным 2τ/3, причем линейные размеры всех трех генераторов выбраны таким образом, что генерирование электрической энергии возможно только на участках волны с наибольшей скоростью перемещения.
RU2019119758U 2019-06-24 2019-06-24 Поплавковая волновая электростанция RU194378U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019119758U RU194378U1 (ru) 2019-06-24 2019-06-24 Поплавковая волновая электростанция

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019119758U RU194378U1 (ru) 2019-06-24 2019-06-24 Поплавковая волновая электростанция

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU194378U1 true RU194378U1 (ru) 2019-12-09

Family

ID=68834538

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019119758U RU194378U1 (ru) 2019-06-24 2019-06-24 Поплавковая волновая электростанция

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU194378U1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU199555U1 (ru) * 2020-06-01 2020-09-07 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения" Поплавковая волновая электростанция
RU2775329C1 (ru) * 2021-08-30 2022-06-29 Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" Устройтво для энергообеспечения подводного энергоаккумулирующего объекта

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06280733A (ja) * 1993-03-24 1994-10-04 Taiyo Plant Kk 電磁誘導式波力発電装置
RU2409761C2 (ru) * 2009-03-13 2011-01-20 Юрий Константинович Низиенко Способ преобразования механической энергии первичного источника в электрическую и волновая энергетическая установка для его осуществления
KR101505942B1 (ko) * 2014-05-19 2015-03-25 충남대학교산학협력단 파력 발전 설비
US20160252071A1 (en) * 2012-10-29 2016-09-01 Reed E. Phillips Linear faraday induction generator for the generation of electrical power from ocean wave kinetic energy and arrangements thereof
RU2666258C1 (ru) * 2018-01-25 2018-09-06 Александр Владимирович Гладышев Волновая энергетическая установка

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06280733A (ja) * 1993-03-24 1994-10-04 Taiyo Plant Kk 電磁誘導式波力発電装置
RU2409761C2 (ru) * 2009-03-13 2011-01-20 Юрий Константинович Низиенко Способ преобразования механической энергии первичного источника в электрическую и волновая энергетическая установка для его осуществления
US20160252071A1 (en) * 2012-10-29 2016-09-01 Reed E. Phillips Linear faraday induction generator for the generation of electrical power from ocean wave kinetic energy and arrangements thereof
KR101505942B1 (ko) * 2014-05-19 2015-03-25 충남대학교산학협력단 파력 발전 설비
RU2666258C1 (ru) * 2018-01-25 2018-09-06 Александр Владимирович Гладышев Волновая энергетическая установка

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU199555U1 (ru) * 2020-06-01 2020-09-07 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения" Поплавковая волновая электростанция
RU2775329C1 (ru) * 2021-08-30 2022-06-29 Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" Устройтво для энергообеспечения подводного энергоаккумулирующего объекта
RU2775329C9 (ru) * 2021-08-30 2022-08-02 Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" Устройство для энергообеспечения подводного энергоаккумулирующего объекта

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2171264B1 (en) Floating mechanical structure to produce directly electricity by means of the swinging of a magnetic pendulum caused by sea wave motion
Cappelli et al. Linear tubular permanent-magnet generators for the inertial sea wave energy converter
CN104137399A (zh) 涡轮发电机
JP2005531707A (ja) 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
CN206164287U (zh) 一种基于直线发电机的波浪能发电装置
CN103807085A (zh) 一种基于直线磁齿轮电机的波浪能发电装置
CN102287310B (zh) 一种蛇形波浪能采集装置
US4191893A (en) Natural turbulence electrical power generator
RU194378U1 (ru) Поплавковая волновая электростанция
CN102808719A (zh) 浮子异动式波浪发电装置
Hamim et al. Modeling and analyze a single-phase halbach magnetized tubular linear permanent magnet generator for wave energy conversion
Xu et al. Power oriented design and optimization of dual stator linear-rotary generator with halbach pm array for ocean energy conversion
CN108518300A (zh) 第二代摇荡式波浪能发电机及其使用方法
Farrok et al. A new technique to improve the linear generator designed for oceanic wave energy conversion
RU199555U1 (ru) Поплавковая волновая электростанция
Colli et al. A tubular generator for marine energy direct drive applications
RU196586U1 (ru) Поплавковая волновая электростанция
Farah et al. Kool Mμ powder core used in a flux switching linear electrical machine for electricity generation from the oceanic wave
CN108964401B (zh) 一种基于多层聚磁嵌入式圆筒直线发电机的波浪发电系统
ElGebaly et al. Optimal design of slotless PM halbach array linear generator for wave energy converters at maximum power transfer condition
RU202538U1 (ru) Поплавковая волновая электростанция
Franzitta et al. A linear generator for a waveroller power device
CN110061604A (zh) 一种永磁球体悬浮发电装置
CN108678885B (zh) 一种基于磁齿轮增速效应的波浪发电系统及其设计方法
Liu et al. A novel fully floating three-body system for direct-drive wave energy converter