[发明专利]一种多自由度直驱波浪能发电装置

说明书

本发明公开了一种多自由度直驱波浪能发电装置，包括：至少一个装载有永磁体的第一电机次级或第二电机次级，至少一个装载有线圈的第一电机初级或第二电机初级，电机初级和电机次级通过圆形导轨与滑块配合在一起，在垂直方向进行相对运动。本发明提供的一种多自由度直驱波浪能发电装置，具有结构简单、安全可靠、环保高效、使用灵活等优点，能够适应不同的波浪形状，实现双浮体多种组合相对运动，特别是固连一起的左右浮体实现旋转、垂直自由度，或两种自由度同时运动，驱动电机进行能量采集，并进一步提高了能量转换效率。

技术领域

本发明涉及领域，尤其是一种多自由度直驱波浪能发电装置

背景技术

全球经济高速发展必然带动能源需求日益激增，而今绝大部分能源消耗来自于传统化石能源，且这些能源有限、不可再生、环境污染、地质破坏、温室效应等问题。为实现低碳减排以及经济的可持续性发展，世界各国都将开发利用可再生新能源列入到科学研究的重要位置，这些可再生清洁能源主要包括有风能、太阳能和波浪能。波浪能作为海洋能的一种表现形式，与太阳能(0.1～0.2kW/m²)、风能(0.4～0.6kW/m²)相比，具有更高的能量密度(0.4～0.6kW/m²)。我国海岸线长、海洋面积大，波浪资源也十分丰富，波浪能的开发利用是具有良好的前景和经济效益的。

波浪采集技术吸引了越来越多的研究者。从波浪能转换为电能，通常需要3级转换：第一级为吸收波浪动能的受波体；第二级是能够将第一级采集回来的不稳定能量转化为如液压能、蓄水势能等稳定能量的中间转换装置；第三级是将第二级提供的能量进行电能转换的传统发电装置。这种多级能量采集中间能量省失较大、整体效率低下，而且转换级数越多，故障点也越多，设备维护成本高。

为了提高效率、降低这种多级发电设备的成本，直驱发电受到欢迎，但处于初步应用阶段，还有很多问题急需解决。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种多自由度直驱波浪能发电装置，通过波浪能作用浮体发生运动，推动直线电机进行发电运行。具有结构简单、安全可靠、高效等特点，特别是能够在多个自由度下进行能量转换，适应不同波浪形状的能力强。

为解决上述技术问题，本发明提供一种多自由度直驱波浪能发电装置，包括：至少一个装载有永磁体的第一电机次级7或第二电机次级13，至少一个装载有线圈的第一电机初级6或第二电机初级15，电机初级和电机次级通过圆形导轨与滑块配合在一起，双浮体驱动电机进行多种组合相对运动，其中一个浮体为固连一起的左浮体5和右浮体16，另一个相对浮体为中间浮体9；

第一电机初级6和第二电机初级15在前后方向各有一个凸起圆柱，圆柱与第一横板4和第二横板14的槽配合，左浮体5和右浮体16通过第一横板4和第二横板14固连在一起，以中心轴11为中心，随波浪运动，固连的左浮体5和右浮体16实现以中心轴11为中心的随波浪作用的在旋转自由度方向的相对运动，或实现随波浪上下的在垂直自由度方向的相对运动，或者随波浪同时在旋转、垂直两个自由度方向同时进行的相对运动；

第一电机次级7或第二电机次级13分别固连于中间浮体9的左右两侧，中间浮体的中心槽9-1与第一横板4和第二横板14的孔通过中心轴11相配合，中间浮体9与圆柱浸没浮体2通过轴3连接，圆柱浸没浮体2与水下阻尼盘1固连在一起，中间浮体9的中心槽9-1上方设置有中心轴止动端盖10，机电线圈的第一电机初级6和第二电机初级15设置有电能处理及储能装置，通过电缆向外网输电；

中间浮体9立于水中，有小幅运动或基本静止两种运动形式，与电机初级固连在一起的左右浮体5和16，相对于中间浮体9做组合自由度的相对运动形式。

优选的，中心轴11与中间浮体9的中心槽9-1配合后，能够在旋转、垂直、旋转同时垂直方向的自由度产生运动；中心轴11与第一横板4和第二横板14的孔配合后，能够在旋转方向自由度产生运动。