[实用新型]直驱海浪发电用游标式直线电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种直驱海浪发电用游标式直线电机，可实现低速直驱 

发电的装置，属于海浪发电领域。 

背景技术

海浪能源是一种无污染的可再生洁净能源。传统的海浪发电系统主要由旋转发电机与机械齿轮传动机构组成，将海浪的低速直线运动通过齿轮传动转换成高速旋转运动。然而，采用齿轮箱作为中间环节进行调速，会使整个传动系统体积和重量增加，同时还有噪声、磨损、响应慢、效率低等问题。磁场调制式永磁电机是一种最近提出的直驱式电机，它的核心思想是磁齿轮实现无接触传动的应用，磁齿轮作为一种新型齿轮结构，具有无噪声、低速大推力、过载保护等优点。然而，其双气隙的结构，存在气隙磁阻较大，制造需较高工艺水平，将这种结构直接用于海浪发电实现起来较困难。因此，有必要提出一种新型直驱海浪发电用直线电机。 

发明内容

技术问题：本实用新型针对传统机械齿轮传动运行速度与海浪发电系统速度不匹配，提出了一种直驱海浪发电用游标式直线电机，解决了现有传动装置中的机械增速齿轮箱功率密度低、机械磨损和噪音等问题，同时解决了独立调磁环的双气隙结构，简化了装置制作工艺，减小了电机的体积、重量，降低了制造成本，提高了效率及电机的容量，改善装置的发电能力。 

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种直驱海浪发电用游标式直线电机，该电机包括电机长初级和电机短次级； 

电机长初级包括定子的定子铁芯、三相绕组、定子永磁体和设置在定子外周的定子齿；定子铁芯采用开口槽结构，即定子铁芯上开设有定子槽；定子永磁体分布在相邻的两个定子齿之间，三相绕组嵌入定子铁芯的定子槽之内； 

电机短次级包括动子的动子铁芯，动子永磁体；动子永磁体轴向间隔且等距 离地嵌放在动子铁芯上，动子铁芯固定在浮筒内，浮筒漂浮在海面上。 

优选的，定子铁芯与动子铁芯之间有气隙。 

优选的，定子永磁体材料和动子永磁体材料均为永磁材料稀土钕铁硼，定子永磁体和动子永磁体均采用径向充磁，定子永磁体和动子永磁体在气隙两侧的极性相反。 

优选的，定子齿与定子槽组合用于进行磁场调制，满足相同长度为L的定子齿个数n_s为动子永磁体极对数n_r与三相绕组极对数n_p之和。 

优选的，动子永磁体极对数n_r＝27，三相绕组极对数n_p=4。 

优选的，定子铁芯和动子铁芯的材料均为硅钢片。 

有益效果： 

（1）直接驱动，无中间机械齿轮传动结构，简化了发电系统，特别适用于海浪低速时的工况，可以实现相当于电机增速的效果，减小了电机的体积，提高了发电效率。 

（2）定子和动子都有永磁体且在气隙两侧的极性相反，提高了气隙磁密，减小了漏磁，经定子调制后行波切割磁场的有效谐波成份值比普通磁场调制式永磁直线电机高，可抑制行波切割磁场的波动，同时圆筒形装置的设计，消除了边端效应，从而提高了发电机的控制精度，改善了电能质量。 

（3）动子永磁体之间通过铁芯隔离，阻断了各永磁体中涡流电流的相互流动，降低了转子永磁体中的涡流损耗。 

（4）电机为紧凑型单气隙结构，有效减小磁阻阻抗，加工工艺简单，稳定性及可靠性得到提高。 

（5）动子和定子上永磁体的设计，使电机漏磁减少，从而减少了损耗。 

（6）动子永磁体采用高磁能积钕铁硼励磁，替代电励磁，不存在滑环和电刷装置，具有损耗小以及电气控制更为简单等优点。 

（7）动子永磁体采用表面插入式结构，能使直线电机运行速度范围广，实行弱磁控制，获得良好的运行性能。 

（8）无接触的变速传动机构，可有效抑制行波磁场畸变，保证较高的发电效率。 

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。 

其中有：动子铁芯1、动子永磁体2、气隙3、定子永磁体4、定子齿5、三相绕组6、定子槽7、定子铁芯8、浮筒9、海面10。 

图2为图1的A-A剖视图。 

其中有：动子铁芯1、动子永磁体2、气隙3、定子永磁体4、定子槽7、定子铁芯8、浮筒9、固定轴11。 

具体实施方式

下面将参照附图对本实用新型进行说明。