无级变速型海流能发电装置.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CN108443050A(43)申请公布日2018.08.24(21)申请号201810112435.3(22)申请日2018.02.05(71)申请人佛山科学技术学院地址528000广东省佛山市南海区狮山镇仙溪水库西路佛山科学技术学院(72)发明人殷秀兴张文灿卢清华(74)专利代理机构广州嘉权专利商标事务所有限公司44205代理人王国标(51)Int.Cl.F03B13/12(2006.01)F16H3/46(2006.01)F16H61/32(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称无级变速型海流能发电装置(57)摘要本发明公开了一种无级变速型海流能发电装置，包括机壳，所述机壳外设有海流涡轮，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，所述海流涡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，所述机壳中还包括第一变速控制器，所述第一变速控制器与第一行星齿轮机构连接。通过利用第一变速控制器控制第一行星齿轮机构，然后利用第一行星齿轮将动力传递到第二行星齿轮机构，最后再经由第二行星齿轮机构将动力输出到永磁发电机，能够在复杂海况和任意海流流速情况下无级变速运行，并能自适应地实现高效率的海流能发电。CN108443050ACN108443050A权利要求书1/1页1.无级变速型海流能发电装置，其特征在于：包括机壳，所述机壳外设有海流涡轮(1)，所述机壳内包括第一行星齿轮机构(2)、第二行星齿轮机构(3)与永磁发电机(4)，所述第一行星齿轮机构(2)位于第二行星齿轮机构(3)的前方，所述海流涡轮(1)与第一行星齿轮机构(2)连接，所述第一行星齿轮机构(2)与第二行星齿轮机构(3)连接，所述第二行星齿轮机构(3)与永磁发电机(4)连接，所述机壳中还包括第一变速控制器(5)，所述第一变速控制器(5)与第一行星齿轮机构(2)连接。2.根据权利要求1所述的无级变速型海流能发电装置，其特征在于：所述第一行星齿轮机构包括前侧行星架(21)、前侧齿圈(22)、前侧行星轮(23)、前侧太阳轮(24)，所述第二行星齿轮机构(3)包括后侧太阳轮(31)、后侧行星架(32)、后侧齿圈(33)与后侧行星轮(34)，所述海流涡轮(1)与前侧行星架(21)固定连接，所述前侧齿圈(22)与后侧行星架(32)固定连接，所述后侧行星架(32)与永磁发电机(4)驱动连接，所述前侧太阳轮(24)与第一变速控制器(5)驱动连接。3.根据权利要求2所述的无级变速型海流能发电装置，其特征在于：所述第一变速控制器(5)包括前侧变流器(51)与前侧控制电机(52)，所述前侧变流器(51)与前侧控制电机(52)电连接，所述前侧控制电机(52)的输出轴与前侧太阳轮(24)驱动连接。4.根据权利要求3所述的无级变速型海流能发电装置，其特征在于：还包括第二变速控制器(6)，所述第二变速控制器(6)包括后侧变流器(61)与后侧控制电机(6)，所述后侧变流器(61)与后侧控制电机(62)电连接，所述后侧控制电机(62)的输出轴与后侧太阳轮(31)驱动连接。5.根据权利要求4所述的无级变速型海流能发电装置，其特征在于：所述前侧变流器(51)与后侧变流器(61)之间通过直流母线和电容相连。2CN108443050A说明书1/4页无级变速型海流能发电装置技术领域[0001]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[0002]海流发电是利用海洋中洋流的动能推动涡轮机旋转运动进而推动后续连接的发电机输出电能的一种新能源利用方式。利用海流发电的基本原理与现有的风力发电较为一致，但两者之间的区别仍较大。海水的密度很高，海流流速具有很强的预测性，这也因此使得海流发电相比与常规的风力发电具有明显的优势，尤其是在发电功率与发电装备的体积比之上。目前，现有的海流能发电技术仍处于实验探索阶段，现有的海流能发电机组常采用直驱形式的传动方式，即海流涡轮机与发电机直接连接，并通过海流动能直接驱动发电机变速变频发电。此种布置形式虽然有结构简单、效率较高等优势，但海流能波动的载荷会直接传递到发电机端，长期使用时，容易引起发电机端疲劳失效。此外，直驱形式的发电机通常具有很大的体积和重量，难以安装和操作，成本居高不下。[0003]另一种形式的海流能发电机采用刚性的机械齿轮箱传动，即海流涡轮机的转速先通过齿轮箱增速之后再接入到发电机端。但此种传动形式的齿轮箱只具有固定的传动比，无法根据海水流速的变化，自适应地调节发电机地转速，使得再任何工况下均获得最佳地功率输出。此外，齿轮箱的故障率较高，需定期的维护和保养，这也在某种程度上增加了机组的成本。