一种潮汐式波浪能发电装置及其最优运行控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109236551A(43)申请公布日2019.01.18(21)申请号201811417131.4(22)申请日2018.11.26(71)申请人黄淮学院地址463000河南省驻马店市开源路6号(72)发明人张健陈中显魏雪峰崔英杰冯刚魏建华张思齐李卫军(74)专利代理机构南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙)32249代理人梁天彦(51)Int.Cl.F03B13/26(2006.01)F03B11/00(2006.01)F03B15/00(2006.01)F03B17/02(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图5页(54)发明名称一种潮汐式波浪能发电装置及其最优运行控制方法(57)摘要本发明公开了一种潮汐式波浪能发电装置及其最优运行控制方法，主要包括机械部分、发电部分和测控部分，所述机械部分包括伸缩支撑架机构、主框架、摆动架和浮板机构，所述发电部分包括旋转发电机和直线发电机组，所述测控部分包括负荷传感器组、潮汐波浪波高测量器和波浪方向测量仪。本发明通过结构设计、机械设计和电气控制，能够在潮汐潮涨潮落、潮汐波浪来波方向时变的海洋环境中实现最优化运行，从而提高了潮汐波浪能转换成电能的效率，并从细节设计的角度增强了整个潮汐式波浪能发电装置的切实可行性和可控性，为潮汐式波浪能发电装置的规模化推广和市场应用，奠定必要的技术基础和理论基础。CN109236551ACN109236551A权利要求书1/2页1.一种潮汐式波浪能发电装置，其特征在于：包括机械部分、发电部分和测控部分；所述机械部分包括伸缩支撑架机构、主框架(5)、摆动架(8)和浮板机构，主框架(5)安装在伸缩支撑架机构上，摆动架(8)的底端通过转筒安装在主框架(5)右侧底端，浮板机构安装在摆动架(8)的上部；所述伸缩支撑架包括固定基柱(2)、滑动基柱(4)和自动升降式控制阀(3)，固定基柱(2)固定在海底(1)，滑动基柱(4)套设在固定基柱(2)上，固定基柱(2)和滑动基柱(4)之间通过自动升降式控制阀(3)固定；所述浮板机构包括固定浮板(9)和伸缩浮板(10)，伸缩浮板(10)套设在固定浮板(9)内，在固定浮板(9)的侧面设置有一个进出水孔(11)，伸缩浮板(10)的密度低于海水密度；所述发电部分包括旋转发电机(6)和直线发电机组(14)，所述旋转发电机(6)的转子作为连接摆动架(8)和主框架(5)的转筒，所述直线发电机组(14)包括一组直线发电机，直线发电机包括定子和动子，动子为滑套结构和导杆，导杆套设在动子内，动子和导杆之间通过控制阀(13)固定，动子和导杆各自通过一个转动轴(7)分别与主框架(5)和摆动架(8)连接；所述测控部分包括负荷传感器组(12)、潮汐波浪波高测量器和波浪方向测量仪，负荷传感器组(12)包括一组负荷传感器，在每一个直线发电机的导杆上安装一个负荷传感器，潮汐波浪波高测量器和波浪方向测量仪均安装在主框架(5)上。2.根据权利要求1所述的潮汐式波浪能发电装置，其特征在于：所述自动升降式控制阀(3)包括安装在固定基柱(2)上的弹性伸缩机构和设置在滑动基柱(4)上的弧形槽口(25)，弹性伸缩机构包括弹簧套筒(23)、弹簧(22)、触头套筒(24)，弹簧套筒(23)一端固定在固定基柱(2)上，弹簧(22)安装在弹簧套筒(23)内，触头套筒(24)套设在弹簧套筒(23)的另一端；当弹性伸缩机构位于滑动基柱(4)内侧时，弹簧(22)压紧；固定基柱(2)和滑动基柱(4)相对移动，当触头套筒(24)移动到弧形槽口(25)位置时，触头套筒(24)在弹簧(22)压力的驱动下伸入到弧形槽口(25)内。3.根据权利要求1所述的潮汐式波浪能发电装置，其特征在于：所述直线发电机组(14)包括一组不同额定功率和运动行程的直线发电机，越靠近主框架(5)顶部的的直线发电机的额定功率和运动行程越大；所有直线发电机呈Λ字型对称分布，即连接直线发电机和主框架(5)的转动轴(7)在主框架(5)的右侧面呈Λ字型对称分布，连接直线发电机和摆动架(8)的转动轴(7)在摆动架(8)的左侧呈Λ字型对称分布，Λ字型顶端的直线发电机的额定功率和运动行程最大，其他对称位置上的两个直线发电机的额定功率和运动行程相同。4.根据权利要求1所述的潮汐式波浪能发电装置，其特征在于：所述直线发电机包括定子和动子，定子包括定子铁芯(28)和绕组(29)，动子包括动子铁芯(31)和永磁体(30)，动子铁芯(31)为滑套结构，永磁体(30)沿动子铁芯(31)长度方向分布，永磁体(30)的厚度由动子铁芯(31)中间位置向两侧逐渐增大。5.根据权利要求1所述的潮汐式波浪能发电装置，其特征在于：所述浮板机构通过角度调节器(21)安装在摆动架(8)的