CN110139979A - 浮力同步驱动电感交流发电机/bsai交流发电机 - Google Patents

浮力同步驱动电感交流发电机/bsai交流发电机 Download PDF

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Abstract

浮力同步驱动电感交流发电机是一种利用来自波浪能的海洋能量并将其转化为电能的波浪能转换器。整个转换器由许多在其自身内独立运行的子发电机组成。

Description

浮力同步驱动电感交流发电机/BSAI交流发电机
技术领域
当风吹过一大片水域时形成波浪。波浪的能量与其高度和平均速度成正比。
浮力同步驱动电感交流发电机(Buoyant Synchrony Actuated Inductance ACGenerator)基本上是一种波浪能转换器。这种水力发电装置利用海浪能产生的海洋能。它将水面的微小运动放大到发电机内的更高幅度。
背景技术
鉴于目前全球变暖的严峻形势，必须确定一种廉价且清洁的能源。它还必须是一种可持续的可再生能源。答案是丰富且有发展潜力的波浪能形式的海洋能。
尽管在18世纪已经有很多人尝试利用这种形式的能量，但这种势头在20世纪70年代出现了巨大的变化。这是由于对石油价格和权利的争议，从而使这种商品的成本加速上涨。到现在对波浪能技术的兴趣和进展已有40年的历史，可以认为还处于起步阶段。人们已经推出过新颖的设计，但只有少数是成功的。
资金一直是一个主要因素，因为生产这些创新产品的成本很高。回报与投资不具有可比性。
在详细阅读了各种精巧的装置和设计之后，一个缺陷是相当明显的。在这些创新中，发电机被用来发电。使用的发电机是标准类型，即具有转子和定子。为了获得高输出电流，应该有一个显著的r.p.m，而这在那些转换器上是很缺乏的。该BSAI交流发电机采用直线运动代替传统发电机的旋转运动。最重要的是，BSAI交流发电机由大量单独的子发电机组成。
该转换器适用于安装在岸线、近岸和近海。
发明内容
用于开发BSAI交流发电机的概念是基于法拉第定律(1861)。
法拉第定律-通过移动磁铁使其靠近或远离线圈，线圈中“感应”产生电压(电动势)。
类似地，
法拉第感应定律——当导体和磁通之间存在相对运动时，电路中就会产生电压，电压的大小与磁通的变化率成正比。
BSAI交流发电机的基本工作原理(参见图2、图4及图5)
起伏的波浪倾向于使碗体(5)内的球(6)从它的中间位置移开。该球的运动触发中空圆形通道(7)内的球的运动。一个球作旋转运动，另一个球作径向和角向运动。这两个球的运动不一致，且独立运作。这导致不稳定。
不稳定性是实现高产电流输出的关键因素。这意味着磁体(14)和螺线管线圈(15)之间的磁通变化将是众多且不稳定的。所有的磁体将会一直处于运动中，因为它们都通过拉杆(11)与斜盘(swash plate)(9)相连。在任何时刻，一半的磁体向下运动，其余的向上运动。磁通的这种连续变化引起螺线管线圈中电流的流动，螺线管线圈与接线盒(17)相连。
参考文献
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BSAI交流发电机的基本组成部分及其功能
1)穹顶组件(dome assembly)
该穹顶包围整个转换器组件，用于保护转换器组件免受风雨，即海水的侵害。它必须提供水密密封。要考虑的一个先进设计是用惰性氮气来替换穹顶内的空气。穹顶光滑的轮廓对风几乎不产生阻力，增加了其整体的稳定性。
2)浮子
浮子以确定的高度附接在转换器组件上，以使容置转换器组件的平台达到最佳稳定性。
3)顶盖
碗体组件(5)的顶盖是可拆卸的，以便接近实心球(6)。只有当转换器要工作时，才将球放置在碗体内。这是为了确保整个组件在其他时间是静态平衡的。
4)橡胶阻件
碗体(5)的侧壁和顶盖(3)的内周缘衬有橡胶材料，以缓冲和减弱***的球(6)带来的冲击。
5)碗体组件
它是***的球(6)的壳体，且附接在斜盘(9)上。碗体组件基本上是一个大的具有略微凹陷的底部和顶部开口的短中空圆柱体。
6)实心球
两个实心球用于使该转换器的有效运行。两者都是在各自有限的空间内自由行进。它们的行进距离和行进持续时间取决于碗体/斜盘相对于波浪轮廓的角度位置。
一个球在碗体(5)内，另一个球在中空圆形通道(7)内。只有当转换器工作时，才应当将这两个球放置在其位置上。在无操作阶段期间应将球取出，以保持静态平衡，便于运输、维护等。
7)中空圆形通道
此结构固定在斜盘(9)上，并且内部含有实心球(6)。
8)碗体支架
它用于在斜盘(9)的顶部支撑碗体组件(5)。
注:碗体、碗体支架和斜盘作为一个单元运行。
9)固定的斜盘
斜盘支撑碗体组件(5)/支架(8)，并附接到万向节联轴器组件(10)上。然后这些由中心塔(13)支撑。
在万向节联轴器(10)的帮助下，斜盘能够自中心轴向任何垂直方向移动。其位移的激活是通过位于碗体组件(5)内的球(6)的横向运动实现的，该横向运动随后使位于中空圆形通道(7)内的球(6)运动加速。
10)万向节联轴器组件
重型万向节联轴器是连接塔(13)和斜盘(9)底面的装置，该万向节联轴器能够自垂直轴向全部方向偏移。
11)带有球面滑动轴承和U形接头配件的拉杆
拉杆对于斜盘(9)向磁体(14)垂直方向上的转移至关重要。每个拉杆系组件由两个单独的拉杆组成，这两个拉杆在其端部用球面滑动轴承和U形接头配件连接。拉杆分为两个单独的部分，以补偿斜盘(9)在运动时施加的偏转。
12)斜盘限位挡件
斜盘限位挡件实际上是围绕中心塔(13)的中空圆柱管。它的功能是限制斜盘(9)始自其“中间”位置的“向上”和“向下”行程，如图4和图5所示。
13)中心塔
这种坚固的塔与万向节联轴器组件(10)一起，是转换器组件的主要承载结构。它还必须支撑碗体(5)、支架(8)、中空圆形通道(7)、球(6)、斜盘(9)、拉杆(11)和磁体(14)。
14)磁体
永久圆柱形磁体用于产生磁通量。磁体和螺线管线圈(15)之间的相对运动产生电流。
15)螺线管线圈
缠绕在轴上的此导电线圈与移动磁体一起工作，产生电流。
作为核心的螺线管线圈可拆卸以便维修等。
16)磁体导轨
磁体导轨只是用于将磁体(14)保持在螺线管线圈(15)内的中心位置上。
17)电气元件及接线盒
它是每个单元输出的焦点(图7)。
18)线圈端部
螺线管线圈端部用于连接接线盒(17)。
附图说明
为了对BSAI交流发电机及其工作原理有一个全面的了解，附图将对其做详细阐述。
图1-BSAI交流发电机的正面/侧面图-该BSAI交流发电机安装有穹顶和浮子；
这是转换器的全周图。
-此附图页面还包含附图标记说明。
图2-BSAI交流发电机的垂直剖面图-无穹顶和浮子；
它说明了转换器的各个组件的位置。
图3-BSAI交流发电机的垂直剖面图及底座的水平剖面图-螺线管线圈和磁体的位 置；
此图示是两个视图的组合，以说明螺线管线圈/磁体相对于转换器垂直截面的分布。
图4和图5-BSAI交流发电机分别位于中间和倾斜位置；
这两个图示示出了变换器工作时，碗体组件相对于其底座的两个极限位置。
图6-固定在斜盘上的中空圆形通道内的实心球；
两个***的球中的其中一个球的位置。另一个位于碗体组件内部。
图7-附接有磁体导轨的单个可拆卸螺线管线圈单元的剖面图；
这是图3中所示的单个螺线管/磁体/导轨单元的放大图；
这是一个子发电机。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.浮力同步驱动电感交流发电机(BSAI交流发电机)，其实际上是波浪能量转换器。
2.根据权利要求1所述的BSAI交流发电机，其是水力发电机。
3.根据权利要求2所述的BSAI交流发电机，其可以安装在不同的位置，只要所述位置有某种形式的波浪动作。
4.根据权利要求3所述的BSAI交流发电机，其可以使用多个子发电机进行操作，最小值为两个，这两个彼此相对枢转以达到平衡。
5.根据权利要求4所述的BSAI交流发电机，其可以在一个或多个位置作为多个单元来操作，并且输出可以是局部的/集中的。
6.根据权利要求5所述的BSAI交流发电机，其内部部件的部分故障不会妨碍操作或导致完全关闭。
7.根据权利要求6所述的BSAI交流发电机，其还可以缩小和修改以用作电动汽车的“内置”电池充电器，不具有浮子。

Claims (9)

1.BSAI交流发电机，其实际上是波浪能量转换器。
2.根据权利要求1所述的转换器，其是水力发电机。
3.根据权利要求2所述的转换器，其利用来自波浪能的海洋能量并将其转化为电能。
4.根据权利要求3所述的转换器，其可以安装在不同的位置，只要所述位置有某种形式的波浪。
5.根据权利要求4所述的转换器，其可以使用多个子发电机进行操作，最小值为两个。
6.根据权利要求5所述的转换器，其可以在一个或多个位置作为多个单元来操作。
7.根据权利要求6所述的位置处的输出可以局部的或集中的。
8.权利要求7可以被并入区域、州、国家或国际电网。
9.根据权利要求5和6所述的转换器，其内部部件的部分故障不会妨碍操作或导致完全关闭。
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