一种波浪发电方法以及实施此方法的系统技术方案

一种波浪发电方法以及实施此方法的系统。主要解决现有波浪发电方法技术复杂、成本高以及发电系统使用寿命较短等问题。其特征在于：所述发电方法，包括如下步骤：对离散型动力源，利用超越离合器与直锥齿轮相结合的方式进行机械往复运动与单方向旋转运动的转换，从而驱动多极鼠笼式交流异步电动机发电；通过超越离合器连接多极鼠笼式交流异步电动机，使交流异步发电机依靠惯性可超越源动力在低谷时的输入转速维持运转；按前述步骤设置多组多极鼠笼式交流异步电动机以及配套装置并网发电。整个发电过程为全自动自适应状态，无需另外增加电气及机械控制手段，实现了技术简单、高效率、低成本的波浪发电控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种采用离散型交流异步发电机并车机制的波浪发电方法以及为实施这一方法而专门设计的系统。
技术介绍
由于地球矿物能源的逐渐枯竭及环境状况的日益恶化，寻找和利用新能源正成 为世界各国的首要研究任务。波浪能是一种密度低、不稳定、无污染、可再生、储量 大、分布广但利用难的能源。此外，由于波浪能的利用地点局限在海岸附近，还容易受 到海洋灾害性气候的侵袭，开发成本高、规模小，社会效益好但是经济效益差，投资回 收期长，因此，一个多世纪以来，以上这些因素极大地束缚了波浪能的大规模商业化开 发利用和发展。虽然，波浪能开发的技术复杂、成本高、投资回收期长，但是近200年来，世界各国还是投入了很大的力量进行不懈的探索和研究，试图找到一条合理的利用波浪能 之路，开发出一种技术简单、成本相对较低以及投资回收期短的波浪能利用方法。目 前，除了实验室研究外，挪威、日本、英国、美国、法国、西班牙和中国等国家已经先 后建成了多个数十瓦至数百千瓦的试验波浪发电装置。这些发电装置的主要形式有活动 点头鸭、波面筏、海蛘型；或者浮体式振荡水拄型；或者固定式振荡水柱型；水流型； 压力柔性袋型等。但遗憾的是，这些已有装置，都未能达到技术简单、成本相对较低以 及投资回收期短的这一要求。此外，海浪发电的中间环节多、效率低，电力输出波动性 大，还容易受到海洋微生物的影响，使机械运转寿命缩短。综上所述，如何把分散的、低密度、不稳定的波浪能吸收起来，集中、经济、 高效地转化为有用的电能，使发电装置及其构筑物能够承受灾害性海洋气候的破坏，实 现安全运行，是波浪能开发的未来方向。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中所指出的现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种采用 离散型交流异步发电机并车机制的波浪发电方法以及为实施这一方法而专门设计的系 统，该方法实施后，具有发电效率高、建造成本相对较低、结构简单便于维护、装置使 用寿命长等特点。此外，应用本方法进行发电的整个过程为全自动自适应过程，无需另 外引入电气及机械控制，大大降低了生产成本以及出现故障的几率。本专利技术的技术方案是该种采用离散型交流异步发电机并车机制的波浪发电方 法，主要包括如下步骤〔I)对离散型动力源，利用超越离合器与直锥齿轮相结合的方式进行机械往复运动与单方向旋转运动的转换，从而驱动多极鼠笼式交流异步电动机发电，所述离散型动力源 主要指波浪但不限于波浪；通过超越离合器 连接多极鼠笼式交流异步电动机，使交流异步发电机依靠惯性可 超越源动力在低谷时的输入转速维持运转；:1按前述步骤设置多组多极鼠笼式交流异步电动机以及配套装置并网发电。为避免由于大地“点”电位的不同造成多组交流异步发电机并车的软故障，要 求应用于前述多极鼠笼式交流异步电动机的定子线圈的绕法应为三角型接法，即按照交 流电制为三相三线三角型接法的海上电制实施；多极鼠笼式交流异步电动机的励磁为电 网励磁。当然，如果情况为机组群独立发电，则可以设置一台交流同步发电机。由这台 交流同步发电机带动起其它机组的交流电动机后，当波浪能驱动这些已经被电带动的电 动机超过同步转速后，这些交流异步电动机就变成交流异步发电机向外发电。此外，在 这种条件下，也可以设置一台直交逆变器，由逆变器提供50Hz400V三相电源，先由电池 提供起振能量，当交流异步发电机发电后，再整流给逆变器及电池。为实现前述步骤φ和步骤(g:,给出以下优选方式在波浪中置有浮子、二级直锥传动齿轮组、两个位置相反的超越离合器以及一台多 极鼠笼式交流异步电动机，所述浮子为一个可在波浪的水流推力作用下以及浮子自身重 力的作用下来回摆动的浮子，通过设置第一级直锥齿轮传动，将浮子的直线往复运动转 换为第一级直锥齿轮轴的顺时针和逆时针交替周向旋转运动；在第一级直锥齿轮轴上设置两个上、下相向布置的超越离合器，这两个相同的超越 离合器，其内轮均固定连接在第一级直锥齿轮轴上，而两个外轮则可以同时与第二级直 锥齿轮相啮合，当第一级直锥齿轮轴逆时针方向转动时，下方的超越离合器处于超越状 态，由上方的超越离合器外轮带动第二级直锥齿轮顺时针转动，当第一级直锥齿轮轴逆 时针转动时，上方的超越离合器处于超越状态，由下方的超越离合器外轮带动第二级直 锥齿轮顺时针转动；在所述的第二级直锥齿轮轴上连接多极鼠笼式交流异步电动机的转子，需要保证所 述多极鼠笼式交流异步电动机的定子磁场旋转方向与所述第二级直锥齿轮轴的转动方向 相同，即多极鼠笼式交流异步电动机的定子磁场旋转方向也应该为顺时针方向。当然，实施本方法，需要将涉及到的装置的突出水面部分固定在一个平台上。 这个平台需要坚固的立于波浪中。为了实现前面所述的采用离散型交流异步发电机并车机制的波浪发电方法，本 专利技术还提供了一个专门为了实施该方法的系统，该系统的构成如下所述系统由若干可并网的发电单体组成；所述发电单体由多极鼠笼式交流异步电动机、双超越离合器变换齿轮箱、扇齿、连 接杆、浮子、第一级直锥齿轮、第二级直锥齿轮以及由上超越离合器和下超越离合器组 合而成的双超越离合器构成；其中，所述浮子、连接杆以及扇齿经过固定连接后成为一个整体运动单元；在所述 双超越离合器变换齿轮箱的箱体内固定有轴承支座，所述扇齿通过输入轴以及轴承轴向固定于所述轴承 支座上，浮子的往复运动带动扇齿沿输入轴周向摆动；在双超越离合器变换齿轮箱内，通过轴承轴向固定有一根离合器轴，所述上超越离 合器和下超越离合器相向固定于离合器轴的中段，所述第二级直锥齿轮位于上超越离合 器和下超越离合器之间；上述两个超越离合器的内轮均固定在离合器轴上，与所述离 合器轴同时、同向转动，上述两个超越离合器的外轮则同时与所述第二级直锥齿轮相啮 合，但在所述第二级直锥齿轮上的啮合位置则沿垂向相反；所述上超越离合器和下超越 离合器的外轮旋转方向相同，可交替驱动所述第二级直锥齿轮按照所述多极鼠笼式交流 异步电动机的定子磁场旋转方向旋转；所述第一级直锥齿轮固定于所述离合器轴的底端，与所述扇齿相啮合，由扇齿将机 械能传递给第一级直锥齿轮，带动直锥齿轮运动，并将扭矩传递给所述离合器轴；与所述多极鼠笼式交流异步电动机的转子相连接的输出轴作为所述第二级直锥齿轮 的转动轴。在上述系统构成的方案基础上给出下列进一步优化方案方案一，所述浮子为船形，其上涂覆有抑制海洋微生物生长的保护层。方案二，所述上超越离合器和下超越离合器均为棘轮式超越离合器，首选为磁 力复位式超越离合器，如专利ZL01129231.8所给出的超越离合器构成方案所示。方案三，所述系统内，第一级直锥齿轮组的传动比为10，第二级直锥齿轮组的 传动比为6，所述多极鼠笼式交流异步电动机为48极三相交流异步电动机。方案四，所述系统中还包括一个固定于所述双超越离合器变换齿轮箱顶端的气 动葫芦，由该气动葫芦引出的锚链条连接在所述浮子上。本专利技术具有如下有益效果本专利技术中所述方法采用的交流异步发电机即为普通 常用多极鼠笼式交流电动机，靠网电励磁时，当转速超过同步转速后，则可异步发电， 频率、电压与网电完全相同，而电流是向电网输出的，并且超过同步转速越多，发电量 越大。超过同步转速的百分之几后，即可达到额定功率，因此，具有很强的短时超负荷 发电能力，能够对波浪能的离散性能即时响应。如果电网一时用不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用离散型交流异步发电机并车机制的波浪发电方法，包括如下步骤：①对离散型动力源，利用超越离合器与直锥齿轮相结合的方式进行机械往复运动与单方向旋转运动的转换，从而驱动多极鼠笼式交流异步电动机发电，所述离散型动力源主要指波浪但不限于波浪；②通过超越离合器连接多极鼠笼式交流异步电动机，使交流异步发电机依靠惯性可超越源动力在低谷时的输入转速维持运转；③按前述步骤设置多组多极鼠笼式交流异步电动机以及配套装置并网发电。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金锋，孙哲，桂哲，
申请(专利权)人：北京海鼎瑞通机电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：11