[发明专利]一种基于Halbach阵列的风浪结合多自由度发电装置

说明书

本发明公开了一种基于Halbach阵列的风浪结合多自由度发电装置，其技术方案要点是：包括底座，所述底座的顶面连接有固定棒；浮筒，所述浮筒设置在底座的顶面；齿轮箱，所述齿轮箱设置在所述底座的顶面，所述齿轮箱的输入端连接有风力机；多自由度发电机，所述多自由度发电机设置在所述固定棒的顶面；当位于第二线圈槽内部的转子线圈在固定的磁场做旋转运动，感应出电动势；通过设置动子，在波浪的作用下，动子可跟随波浪做上下往复运动，此时位于第一线圈槽内部的动子线圈在固定的磁场做往复运动，感应出电动势，本发明的多自由度电机直线运动与旋转运动独立工作，互不影响；并引入Halbach永磁阵列，使发电装置的结构紧凑，体积小，功率密度提高。

技术领域

本发明涉及发电技术领域，具体涉及一种基于Halbach阵列的风浪结合多自由度发电装置。

背景技术

21世纪，我国的工业进入快速发展阶段，对能源的需求总量也与日俱增，三大传统能源面临匮乏枯竭的问题，在使用的过程中带来的环境问题也越发严重，对于新能源的开发和利用也越来越受重视。

风能、波浪能都属于新能源的范畴，我国自北向南有四大海域，海岸线辽阔，海洋能异常丰富；其中波浪能能量密度大，分布范围广，易于直接利用，并且取之不尽用之不竭，是一种可再生清洁的新型能源；目前，人们对于波浪能、风能等单一能源的研究比较多，由于海洋能源受季节气候以及地理位置的影响较大，单一能源在利用的过程中具有间歇性和不稳定性，对于需要持续供电的设备和海上平台，采用单一能源进行供电缺乏保证；同时对于多自由度电机的现有研究中存在功率密度低、体积大，不易控制等问题。

发明内容

针对背景技术中提到的问题，本发明的目的是提供一种基于Halbach阵列的风浪结合多自由度发电装置，以解决背景技术中提到的问题。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种基于Halbach阵列的风浪结合多自由度发电装置，包括：底座，所述底座的顶面连接有固定棒；浮筒，所述浮筒设置在底座的顶面；齿轮箱，所述齿轮箱设置在所述底座的顶面，所述齿轮箱的输出端连接有连接轴，所述齿轮箱的输入端连接有风力机；多自由度发电机，所述多自由度发电机设置在所述固定棒的顶面，用于发电；连接组件，所述连接组件设置在所述浮筒的顶端，用于连接多自由度发电机。

通过采用上述技术方案，通过设置连接组件，当风力机在转动时，风力机通过连接组件可以带动多自由度发电机转动发电；当波浪上下起伏运动时，浮筒通过连接组件可以带动多自由度电机直线运动发电。

较佳的，所述多自由发电机包括所述多自由发电机包括：主轴，所述主轴设置在所述固定棒的顶面，所述固定棒的顶面开设有固定槽，所述固定槽的内圆壁面连接有第一轴承，所述第一轴承内环的内圆壁面与主轴的外圆壁面连接；转子，所述转子连接在所述主轴的外圆壁面；内定子，所述内定子套设在所述转子的外圆壁面，所述内定子的外圆壁面连接有隔磁环；动子，所述动子连接在所述浮筒的顶端；外定子，所述外定子套设在所述动子的内部，所述隔磁环的外圆壁面与所述外定子的内圆壁面连接在一起。

通过采用上述技术方案，转子和内定子组成多自由度电机的旋转运动单元；外定子和动子组成了多自由度电机的直线运动单元。

较佳的，所述转子的外圆壁面开设有第二线圈槽，所述第二线圈槽的内部连接有转子线圈，所述动子的内圆壁面开设有若干个第一线圈槽，所述第一线圈槽的内部连接有动子线圈，所述转子线圈采用分布式线圈绕组，述动子线圈采用饼式线圈绕组

通过采用上述技术方案，通过设置转动，由于转子连接在主轴的外圆壁面，从而使主轴在转动时可以带动转子进行转动，便于转子后期转动发电。通过设置动子，在波浪的作用下，动子可跟随波浪做上下往复运动，此时位于第一线圈槽内部的动子线圈在固定的磁场做往复运动感应出电动势。

较佳的，所述内定子和外定子都采用Halbach永磁阵列；内定子设有圆周方向布置的Halbach永磁阵列结构，外定子设有轴向布置的Halbach永磁阵列结构。