CN102996323A - 潮流能一体式双转子直驱发电装置 - Google Patents

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Abstract

一种潮流能的一体式双转子直驱发电装置，属于海洋可再生能源利用技术领域。其包括水轮机A、水轮机B、外转子（3）、内转子（4）、直驱发电机外壳（5）、密封圈和轴承（8）和电枢（11）。外转子的磁极沿圆周均布安装在外转子的铁轭的内壁上，其与横流式水轮机A同轴线固定在横流式水轮机A的一端；内转子包括绕组和铁芯，其与横流式水轮机B同轴线固定在横流式水轮机B一端，内转子中绕组内产生的电流通过电枢输出；外转子和内转子的转轴分别穿过密封圈和轴承连接在直驱发电机外壳上，外转子和内转子的转轴轴线在同一条直线上。把两台横流式水轮机A和B上的叶片在相反方向安装。直驱发电机外壳固定在支座上，支座可以固定在座底式基础上，也可以悬吊式固定在浮式载体的下方；整流罩固定在直驱发电机外壳外。

Description

潮流能一体式双转子直驱发电装置
技术领域
本发明属于海洋可再生能源利用技术领域，涉及到一种利用潮流能的一体式双转子直驱发电装置。
背景技术
潮流能发电装置通常包括水轮机和发电机以及支承结构等。水轮机有轴流式（水平轴）和横流式（当轴位于垂直面内时，习惯上称为垂直轴式）两种。横流式水轮机虽然效率不如轴流式水轮机，但可适应任意来流方向，不需要迎流调整装置，因而结构简单，建造成本低，运行可靠。常规的发电机通常需要齿轮增速装置，把由水轮机输入的转速提高后再带动发电机转子发电。齿轮增速装置结构复杂，制造成本高，运行可靠性低；当前的趋势是用直驱发电机代替常规发电机，省去齿轮增速装置，使发电机的结构简化，可靠性大大提高。由于潮流流速通常只有几米每秒，受潮流能水轮机水动力性能的限制，水轮机的转速较低，往往每分钟只有几十转。而转速小，则需要更多的磁极和绕组才能得到较高的电功率输出。直驱发电机尺寸要做的很大，其材料用量、结构重量和制造成本都大大提高。
发明内容
本发明把两个横流式水轮机和相应的转子分别构成一体式结构，然后通过转轴分别连接在直驱发电机外壳上，构成整体的水轮机——双转子直驱发电机一体装置。并利用横流式水轮机对来流方向的适应性，由一台横流式水轮机带动外转子正转，另一台横流式水轮机带动内转子反转，使两个同轴线的转子间的相对转速比通常的定子——转子式发电机的转速加倍，提供一种运行可靠性高、制造成本低、结构简单的潮流能发电装置。
本发明所采用的技术方案是：
直驱发电机由双转子组成：外转子中的磁极沿圆周均布安装在铁轭的内壁上，外转子与横流式水轮机A同一轴线固定安装在横流式水轮机A的一端，由横流式水轮机A驱动，构成一体式结构；内转子包括绕组和铁芯，内转子与横流式水轮机B同一轴线固定安装在横流式水轮机B一端，由横流式水轮机B驱动，且内转子中绕组内产生的电流通过电枢输出，构成另一个一体式结构。外转子和内转子的转轴分别穿过密封圈和轴承连接在直驱发电机外壳上，且外转子和内转子转轴的轴线在同一条直线上。
把两台横流式水轮机A和B上的叶片安装方向相反，两台横流式水轮机A和B的旋转方向相反，驱动直驱发电机的两个转子也同样是相反方向旋转。
直驱发电机外壳固定在支座上，支座可以固定在座底式基础上，也可以悬吊式固定在浮式载体的下方；整流罩固定在直驱发电机外壳外，以减小水流对直驱发电机的作用力。
本发明的效果和益处是：一、采用双转子的直驱发电机，转子间的相对转速可达到每分钟近百转，可大大减少直驱发电机的重量、尺寸和制造成本；二、相对于通常的横流水轮机——直驱发电机***，等于是把一台水轮机沿轴线分成两台，并连接在发电机的两端，而每台水轮机轴线长度只有原来的一半，结构在水流作用下不易变形，运行时的振动和疲劳破坏大大减少，可靠性和水动力效率大大改善。
附图说明
图1a是潮流能一体式双转子直驱发电装置座底式安装立体视图。
图1b是潮流能一体式双转子直驱发电装置座底式安装前视图。
图1c是潮流能一体式双转子直驱发电装置座底式安装侧视图。
图1d是潮流能一体式双转子直驱发电装置悬吊式安装立体视图。
图2是直驱发电机双转子局部剖视图。
图3是潮流能一体式双转子直驱发电装置分解图。
图中：1水轮机A，2水轮机B，3外转子，4内转子（绕组和铁芯），5直驱发电机外壳，6支座，7整流罩，8密封圈和轴承，9外转子的铁轭，10外转子的磁极，11电枢。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式。
直驱发电机由双转子组成；在外转子3中，磁极10沿圆周均布安装在铁轭9的内壁上；外转子3与横流式水轮机A同轴线固定安装在横流式水轮机A的一端，由横流式水轮机A驱动旋转；内转子4中包括绕组和铁芯，与横流式水轮机B同轴线固定安装在横流式水轮机B一端，由横流式水轮机B带动旋转；内转子4中线圈内产生的电流通过电枢11输出；外转子3和内转子4的转轴分别穿过密封圈和轴承8连接在直驱发电机外壳5上；直驱发电机外壳5固定在支座6上，支座6可以固定在座底式基础上，也可以悬吊式固定在浮式载体的下方；整流罩7固定在直驱发电机外壳5外，以减小水流对直驱发电机的作用力。
把两台横流式水轮机A和B上的叶片在相反方向安装，来流时，两台横流式水轮机A和B的旋转方向相反，驱动直驱发电机的两个转子也同样是相反方向旋转，使两个转子之间的相对转速，相当于通常的定子——转子式发电机转子转速的两倍。

Claims (4)

1.一种潮流能一体式双转子直驱发电装置，其特征在于，该装置包括水轮机A、水轮机B、外转子（3）、内转子（4）、直驱发电机外壳（5）、密封圈和轴承（8）和电枢（11）；外转子（3）中的磁极（10）沿圆周均布安装在外转子的铁轭（9）的内壁上，外转子（3）与横流式水轮机A同一轴线固定在横流式水轮机A的一端，由横流式水轮机A驱动，构成一体式结构；内转子（4）包括绕组和铁芯，内转子（4）与横流式水轮机B同一轴线固定在横流式水轮机B一端，并由横流式水轮机B驱动，且内转子（4）中绕组内产生的电流通过电枢（11）输出，构成另一个一体式结构；外转子和内转子的转轴分别穿过密封圈和轴承（8）连接在直驱发电机外壳（5）上，外转子和内转子的转轴轴线在同一条直线上；把两台横流式水轮机A和B上的叶片安装方向相反。
2.根据权利要求1所述的一种潮流能一体式双转子直驱发电装置，其特征在于，直驱发电机外壳（5）固定在支座（6）上。
3.根据权利要求2所述的一种潮流能一体式双转子直驱发电装置，其特征在于，支座（6）固定在座底式基础上或悬吊式固定在浮式载体的下方。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种潮流能一体式双转子直驱发电装置，其特征在于，直驱发电机外壳（5）外固定有整流罩（7）。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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