CN201038976Y - 永磁直线海浪发电机 - Google Patents

Abstract

永磁直线海浪发电机，涉及一种永磁直线同步电机，包括电机初极、电机次极，该永磁直线同步电机初极包括初极铁心(2)、初极三相绕组(3)，初极三相绕组(3)嵌入初极铁心(2)的线槽内；电机次极包括次极永磁体(1)，次极永磁体(1)通过弹簧(5)安装在浮标(6)上；直线发电机装置所在的容器底部固定在海底；直线发电机的电机初极、电机次极均为长方形结构，次级永磁体(1)位于两个初极铁心(2)之间，在次级永磁体(1)与两个初极铁心(2)之间设有气隙(4)。本实用新型以直线电机取代传统的旋转发电机，无需接触式驱动，减少介质损耗，提高发电效率；能承受海浪的压力，不易损坏；不产生有毒气体，无附加噪声，环保健康；成本低至与常规的发电成本相当。

Description

永磁直线海浪发电机

技术领域

本实用新型涉及一种永磁直线同步电机，具体是一种用于海浪发电的永磁直线同步发电机，本发明属于电机领域。

背景技术

海浪是一种重要的可再生能源，据世界能源协会估计，全世界范围内海浪资源的蕴藏量多达2TW以上，相当于世界上所有其他形式能量的总和，如果把其中的0.1％转化为电能，就会超过目前全世界用电量的5倍。在20世纪70年代由于石油危机，人们开始对海洋的可再生能源如海浪、潮汐等进行研究，深入探讨利用海浪动力发电的机理以及可行性。30年来各国科学家的努力研究，探索出海浪发电的几种方式，人们研制出岸边的海浪发电站，其基本原理是：在海岸上建一个宽23米的动力舱，动力舱在水面以下有一个海水涌入的通道；当海水涌入动力舱时，舱里的水体能在海水的作用下来回晃荡；由此产生的空气流有足够的动力推动涡轮发电机。它的原理跟利用水流推动发电机一样，所不同的是海浪发电用的是空气流而不是水流。这种形式的发电站已经在英国使用，发出的电已经接入电网。

CN1885692A公开了发明人的一项发明“海浪发电装置”，涉及一种海浪发电装置，它由发电平台、平台自动升降机构、浮子及其传动机构组成，该浮子滑动安装在具有导轨的且对称布置的立柱上，其迎浪侧面固定有水平气室，其上侧面固定有垂直气室，两气室由通气管连通，垂直气室上方设置有与其顶面相接触的导向块，该导向块上部与一个与传动机构连接的齿条的下端固接，所述垂直气室、导向块及齿条下部均套装在与浮子固定的导向套内，该传动机构及发电机均固定在浮子上方的发电平台上，该发电平台通过平台自动升降机构安装在所述立柱上。它与CN2558777的发明“风鼓式海浪发电设备”和CN1263209的发明“四杆式海浪发电机”等具有相似之处，即由海浪引起通气管的空气压力变化，推动传动装置，再由传动装置带动普通发电机发电。这个方法的缺点是应用传动机构，使海浪发电效率降低、成本增加。

发明内容

技术问题：本实用新型针对现有技术的不足与缺陷，提供一种永磁直线海浪发电机，利用气室的压力变化直接推动直线发电机动子，省去起中间作用的传动机构，提高效率。

技术方案：本实用新型的用于海浪发电的永磁直线同步电机以离岸海浪发电站为基础，利用海浪冲击带来的压力变化直接带动直线发电机动子永磁体往返运动，切割直线电机定子绕组产生感生电动势，再用变频装置将直线发电机频率转化为工频，就可以将电输送给用户或者电网。本发明的用于海浪发电的永磁直线同步电机，包括电机初极、电机次极，该永磁直线同步电机初极包括初极铁心、初极三相绕组，初极三相绕组嵌入初极铁心的线槽内；电机次极包括次极永磁体，次极永磁体通过弹簧安装在浮标上；直线发电机所在的容器底部固定在海底；直线发电机的电机初极、电机次极均为长方形结构，次级永磁体位于两个初极铁心之间，在次级永磁体与两个初极铁心之间设有气隙。

所述的次级永磁体是由多个稀土永磁钕铁硼组成，并且相邻间的次级永磁体充磁方向相反，使磁场沿空间按正弦分布；所述的初级铁心由硅刚片制成；所述的初级三相绕组为双定子绕组；所述的气隙是指存在于初极铁心与次级永磁体之间约1厘米的空气隙。

此直线电机在次极绕组未运动时，直线电机气隙间存在一个由永磁体产生的静止磁场，定子绕组没有电流通过，当海浪来时，海浪波峰和波谷的压力不一样，引起永磁体承受的压力不一样，引起磁极运动，直线电机定子绕组会产生感生电压，当外部电路闭合时，直线电机向外部电路输送电能。

当海浪过大时，弹簧起反作用，缓解一部分压力，保护直线发电机装置。

有益效果：本实用新型具有下列有益效果：

1)以直线电机取代传统的旋转发电机，无需接触式驱动，减少介质损耗，提高发电效率；

2)能承受海浪的压力，不易损坏；

3)不产生有毒气体，无附加噪声，环保健康；

4)成本低至与常规的发电成本相当。

5)由于海浪是受太阳运动影响的，其波幅和频率不稳定，因此海浪发电质量较差，直线发电机定子采用分布槽绕组，消除谐波，改善电能质量。

附图说明

图1是本实用新型永磁直线同步电机截面图，其中有：永磁体1，初极铁心2，初极三相绕组3，气隙4，弹簧5，浮标6。

图2是交交变频器7的电原理图。

具体实施方式

本实用新型的用于海浪发电的永磁直线同步电机，包括电机初极、电机次极，该永磁直线同步电机初极包括初极铁心2、初极三相绕组3，初极三相绕组3嵌入初极铁心2的线槽内；电机次极包括次极永磁体1，次极永磁体1通过弹簧5安装在浮标6上；直线发电机装置固定在一个容器中，直线发电机装置所在的容器底部固定在海底；直线发电机的电机初极、电机次极均为长方形结构，次级永磁体1位于两个初极铁心2之间，在次级永磁体1与两个初极铁心2之间设有气隙4。所述的次级永磁体1是由多个稀土永磁钕铁硼组成，并且相邻间的次级永磁体1充磁方向相反，使磁场沿空间按正弦分布。

所述的初极铁心2是由普通的硅钢片导磁材料构成；制造工艺与普通直线电机的制造工艺相同。

所述的次极永磁体1是由稀土永磁钕铁硼制成的永磁体，并且次级永磁体相邻间的充磁方向相反，构成N、S结构；

所述的初极三相绕组3为双定子绕组；

所述的气隙，具体是指存在于初极铁心2和次极永磁体1中的约1厘米的空气隙；

所述的弹簧，起弹性作用，随在海浪的运动而运动的，当海浪大时弹簧能用来缓解直线电机动子承受的压力，保护发电机设备。

所述的浮标，起浮力作用，用来支承直线发电机的动子。

所述的交一交变频装置(如图2)，它首先将交流电转换为直流，再用逆变器将直流转换为所需要的频率，向外供电。

Claims (5)

1.一种永磁直线海浪发电机，包括电机初极、电机次极，其特征在于该永磁直线同步电机初极包括初极铁心(2)、初极三相绕组(3)，初极三相绕组(3)嵌入初极铁心(2)的线槽内；电机次极包括次极永磁体(1)，次极永磁体(1)通过弹簧(5)安装在浮标(6)上；直线发电机装置所在的容器底部固定在海底；直线发电机的电机初极、电机次极均为长方形结构，次级永磁体(1)位于两个初极铁心(2)之间，在次级永磁体(1)与两个初极铁心(2)之间设有气隙(4)。

2.根据权利要求1所述的永磁直线海浪发电机，其特征是所述的次级永磁体(1)是由多个稀土永磁钕铁硼组成，并且相邻间的次级永磁体(1)充磁方向相反，使磁场沿空间按正弦分布。

3.根据权利要求1所述的用于海浪发电的永磁直线同步电机，其特征是所述的初级铁心(2)由硅刚片制成。

4.根据权利要求1所述的永磁直线海浪发电机，，其特征是所述的初级三相绕组(3)为双定子绕组。

5.根据权利要求1所述的永磁直线海浪发电机，，其特征是所述的气隙(4)是指存在于初极铁心(2)与次级永磁体(1)之间约1厘米的空气隙。

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