[发明专利]一种基于磁力丝杆的波浪能发电装置

说明书

本发明提供一种基于磁力丝杆的波浪能发电装置。主要包括浮子(1)、定子(2)、转子(3)、传动机构和发电机(4)；定子(2)上设有磁力丝杆(21)，磁力丝杆(21)包括沿轴向呈螺旋形、且朝外侧磁极不同的磁条一(211)与磁条二(212)；转子(3)中心孔的内固定设置有磁力螺母(30)，所述磁力螺母(30)以同样方式设置有磁条三(301)与磁条四(302)。当转子(3)与定子(2)发生沿轴向的相对往复运动时，由于螺旋形磁条不同磁极之间的相互作用，转子(3)能相对于定子(2)旋转，并通过传动机构传递转矩驱动发电机(4)工作。此项设计中，定子(2)与转子(3)为非接触式传动,具有过载保护的优点，同时能适应恶劣海况能够提供减少损耗、延长装置寿命、提高波浪能利用效率的功能。该装置同时还有结构简单、设计方便的优点。

技术领域

本发明涉及发电技术领域，特别是利用波浪能的新能源发电领域。

背景技术

随着化石能源的不断消耗以及日益严峻的环境污染等问题，可再生能源的开发与利用越来越受到人们的关注。其中，波浪能作为海洋能的一种，具有巨大的开发潜力，据估计，全球波浪能理论储量达到3000GW，实际可开发量有300GW。

采用何种动力输出单元将浮子上下振荡的机械能转换为电能是波浪能发电装置的重要研究内容之一。现有的装置主要有两种方案，第一种是采用液压装置，这种方法虽然能获得较大的力密度，也具有缓冲吸振以及过载保护的功效，但是需要配备一套复杂的液压系统，存在液压油泄露风险，且生产、维护困难；第二种是采用永磁直线发电机直接将机械能转换为电能，这种方法虽然简单，但其力密度小，且发电机缺少缓冲吸振装置，工作性能不稳定。

针对上述液压装置过于复杂、永磁直线发电机力密度小的问题，中国专利CN201620517069.6提出一种利用螺杆或丝杆传动的波浪能发电装置，该装置利用螺杆或丝杆，将波浪上下起伏的垂直运动转化为传动装置的旋转运动。这种设计的优点在于，可以将大推力、低线速度的直线运动转换为低转矩、高转速的旋转运动，解决了传统永磁直线发电机力密度小的问题，同时结构简单，方便制造。但机械螺杆或丝杆由于其为接触式传动，传动过程中不可避免产生摩擦与磨损，且由于波浪上下运动能量大、变化频率快，丝杆受到的交变冲击载荷会使其迅速疲劳破坏。由于缺少缓冲吸振装置，动力输出单元过载时将失速或者说打滑，导致发电装置的使用寿命大幅缩短。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：波浪能发电装置使用机械螺杆或丝杆传动时磨损速度过快，且缺少缓冲吸振方法，发电装置使用寿命短。

本发明提供一种基于磁力丝杆的波浪能发电装置，利用非接触式磁力传动代替接触式机械传动，能够有效避免丝杆磨损过快的问题；同时发电装置内设置的复位装置兼有缓冲吸振功能，能够提供过载保护功能，进一步提高装置使用寿命。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：本发明提供一种基于磁力丝杆的波浪能发电装置，主要包括：定子，所述定子固定设置；浮子，所述浮子与定子沿定子的轴向滑动连接；转子，所述转子设于浮子内，所述转子套设于定子上并相对浮子旋转活动连接；发电机，所述浮子内至少设有一个发电机；传动机构，所述传动机构用于连接转子和发电机；其特征在于：所述定子的一端设有磁力丝杆，所述磁力丝杆至少包括磁条一和磁条二，所述磁条一和磁条二呈并排设置并沿定子的轴向螺旋延伸，所述磁条一和磁条二朝外一侧的磁极相反；所述转子的内圈设有磁力螺母，所述磁力螺母包括磁条三与磁条四，所述磁条三和磁条四呈并排设置并沿转子的轴向螺旋延伸，所述磁条三和磁条四朝内一侧的磁极相反；所述浮子与定子之间设有复位装置；所述传动机构与发电机之间设有只能传递一个方向转矩的选向传动装置。