[发明专利]一种紧凑可控的海流发电装置

说明书

本发明公开了一种紧凑可控的海流发电装置，通过采用双级联的行星轮系和控制电机，将海流叶轮的时变功率转换成为发电机的电功率输出。通过有效地控制控制电机的转速，可以使得海流叶轮实时地跟踪最佳的转速值，从而使得机组运行在最佳功率点上，实现最大的海流功率捕获；同时，可以使得输入到发电机的转速保持稳定，使得发电机长时间运行在高效率区间。

技术领域

本发明涉及一种发电技术领域，特别是海流能发电装置。

背景技术

海流能的储量大，能量密度高，可预测性强，现已逐渐成为解决能源危机及气候变暖等全球问题的新兴产业。海流能发电机组是一种将海水流动中所蕴含的动能转换为电能的新型发电装置。其中，水平轴海流发电机组一次能量捕获效率高，机械机构紧凑，在目前国内外市场上占主导地位。水平轴式海流发电机组根据传动方式的不同，也可以分为机械齿轮箱传动机组和液压传动机组；根据叶轮与发电机(或液压泵)是否通过齿轮箱相连接，分为直驱机组和半直驱式机组。

基于齿轮箱传动的海流发电机组采用固定齿轮比的齿轮箱实现增速传动，无法有效地实现机组转速随海流流速的无级变速控制和调节，因此在最大功率点跟踪控制等方面有待进一步完善。基于直驱传动的海流发电机组存在直驱电机体积过大、用铜量高、制作成本过高等一系列问题。基于液压传动的海流发电机组虽然解决了齿轮箱传动故障率高的问题，但机组的整体效率明显比纯机械传动的偏低，也存在高压液压油泄露和大量污染等问题。

因此，现有的海流能发电机组所采用的各类传动与控制方式均存在一定程度的问题和缺点，比如效率偏低、体积偏大、成本过高和液压污染等，而这些问题的解决也需要一种既具有较高的传动效率，同时又能够无级变速控制的新型传动方式。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：改进和提升目前的海流能发电机组的传动方式，使之能无级变速连续运行，且在任意海流状态下均具有较高的传动效率。

本发明解决其技术问题的解决方案是：一种紧凑可控的海流发电装置，包括机壳，所述机壳外设有海流叶轮，所述机壳内包括第一行星齿轮机构、第二行星齿轮机构与永磁发电机，所述第一行星齿轮机构位于第二行星齿轮机构的前方，所述海流叶轮与第一行星齿轮机构连接，所述第一行星齿轮机构与第二行星齿轮机构连接，所述第二行星齿轮机构与永磁发电机连接，所述机壳中还包括控制电机，所述控制电机与第二行星齿轮机构3驱动连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一行星齿轮机构包括前侧行星架、前侧行星轮、前侧太阳轮，所述第二行星齿轮机构包括后侧太阳轮、后侧行星架与后侧行星轮，所述海流叶轮与前侧太阳轮固定连接，所述前侧行星轮与后侧行星轮33固定连接，所述后侧太阳轮与永磁发电机驱动连接，所述后侧行星架与控制电机驱动连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述控制电机包括电机输出轴，所述永磁发电机包括发电输入轴，所述电机输出轴与后侧行星架固定连接，所述发电输入轴与后侧太阳轮固定连接；所述电动输出轴为空心轴，所述发电输入轴贯穿所述的电机输入轴。

本发明的有益效果是：本发明通过利用两级的行星齿轮对进行能量的传递，而且利用控制电机对第二级行星齿轮进行控制调速，通过有效地控制控制电机的转速，可以使得海流叶轮实时地跟踪最佳的转速值，从而使得机组运行在最佳功率点上，实现最大的海流功率捕获，同时，可以使得输入到发电机的转速保持稳定，使得发电机长时间运行在高效率区间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的控制电机的转送控制原理示意图。

具体实施方式