本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)換器，尤其涉及一種磁支撐振子流致振動(dòng)海流能轉(zhuǎn)換器及轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著海洋能源領(lǐng)域的飛速發(fā)展，海流能作為一種綠色可再生能源，具有可持續(xù)性、高能源密度、豐富蘊(yùn)藏量等特點(diǎn)，具有廣闊的開發(fā)潛能。流致振動(dòng)現(xiàn)象廣泛存在于各工程領(lǐng)域中，對(duì)工程結(jié)構(gòu)物具有巨大的破壞作用，但流致振動(dòng)中所蘊(yùn)含的能量可以利用且前景十分良好，流致振動(dòng)的研究方向也逐漸由抑制振動(dòng)發(fā)展為加強(qiáng)振動(dòng)。

2、以往海流能轉(zhuǎn)換技術(shù)主要集中在利用海流的流致振動(dòng)來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，其中電磁式發(fā)電機(jī)是一種常見的方案。然而，傳統(tǒng)的海流能轉(zhuǎn)換裝置存在一些挑戰(zhàn)和限制。首先，由于海流的流速具有不確定性，傳統(tǒng)振動(dòng)裝置難以實(shí)現(xiàn)在不同海流條件下的最優(yōu)振動(dòng)狀態(tài)，從而影響了能量轉(zhuǎn)換效率。其次，傳統(tǒng)振動(dòng)裝置所采用的金屬彈簧支撐系統(tǒng)在海水環(huán)境下容易受到腐蝕，造成設(shè)備損壞和維護(hù)困難，進(jìn)而影響了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述問題，現(xiàn)提供一種磁支撐振子流致振動(dòng)海流能轉(zhuǎn)換器及轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，利用磁懸浮力提供支撐力，且能夠根據(jù)海流的變化實(shí)時(shí)精確地調(diào)整阻尼力，優(yōu)化能量轉(zhuǎn)化過程。

2、具體技術(shù)方案如下：

3、本發(fā)明的第一個(gè)方面是提供一種磁支撐振子流致振動(dòng)海流能轉(zhuǎn)換器，包括：

4、固定組件，至少具有下底座及兩個(gè)前、后間隔安裝于下底座上的立柱；以及

5、轉(zhuǎn)換組件，用于將海流能轉(zhuǎn)換形成電能，至少具有振子、兩個(gè)金屬材質(zhì)的螺旋線圈、四個(gè)固定磁體、四個(gè)活動(dòng)磁體，振子兩端對(duì)應(yīng)安裝于立柱上的移動(dòng)滑塊上，振子可在海流作用下沿立柱上、下滑動(dòng)，螺旋線圈對(duì)應(yīng)安裝于立柱內(nèi)，固定磁體對(duì)應(yīng)安裝于立柱上、下兩端，活動(dòng)磁體對(duì)應(yīng)安裝于移動(dòng)滑塊上。

6、進(jìn)一步的，轉(zhuǎn)換器還包括阻尼組件，用于根據(jù)海流流速調(diào)整振子滑動(dòng)過程中的阻尼。

7、進(jìn)一步的，阻尼組件包括兩個(gè)定子磁極、兩個(gè)勵(lì)磁匝線、兩個(gè)動(dòng)子，定子磁極對(duì)應(yīng)安裝于立柱一側(cè)，移動(dòng)滑塊套設(shè)于定子磁極上，勵(lì)磁匝線對(duì)應(yīng)安裝于定子磁極內(nèi)，動(dòng)子對(duì)應(yīng)安裝于移動(dòng)滑塊上，動(dòng)子伸入定子磁極的定子氣隙中。

8、進(jìn)一步的，阻尼組件還包括控制電路、水流流速測量器及用以測量移動(dòng)滑塊位移數(shù)據(jù)的位移計(jì)，控制電路安裝于下底座中，水流流速測量器、位移計(jì)、勵(lì)磁匝線均與控制電路電連接。

9、進(jìn)一步的，位移計(jì)為拉線式位移計(jì)，拉線式位移計(jì)的拉繩連接于其中一個(gè)移動(dòng)滑塊上。

10、進(jìn)一步的，固定組件還包括上底板，安裝于兩個(gè)立柱的頂部。

11、進(jìn)一步的，固定磁體呈圓筒狀，固定磁體套設(shè)于立柱上。

12、進(jìn)一步的，活動(dòng)磁體呈圓筒狀，活動(dòng)磁體套設(shè)于移動(dòng)滑塊上。

13、進(jìn)一步的，活動(dòng)磁體的磁極與上、下相鄰固定磁體的磁極相反。

14、本發(fā)明的第二個(gè)方面是提供一種磁支撐振子流致振動(dòng)海流能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，上述系統(tǒng)中轉(zhuǎn)換器呈矩陣式排布，且轉(zhuǎn)換器中的振子與水流來流方向垂直。

15、上述方案的有益效果是：

16、1）與傳統(tǒng)裝置相比，本發(fā)明采用了磁懸浮技術(shù)作為振子的支撐系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)振子的穩(wěn)定懸浮，從而更好地捕獲海流能量；

17、2）本發(fā)明設(shè)計(jì)了符合直線式切割磁感線結(jié)構(gòu)的直線式磁滯制動(dòng)器，通過實(shí)施監(jiān)測水流流速與振子速度，感知海流的變化與振子振動(dòng)情況，并根據(jù)海流條件自動(dòng)調(diào)節(jié)振子的阻尼力，以保持振子在最佳振動(dòng)狀態(tài)，從而提高了能量轉(zhuǎn)換效率和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

技術(shù)特征：

1.一種磁支撐振子流致振動(dòng)海流能轉(zhuǎn)換器，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁支撐振子流致振動(dòng)海流能轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換器還包括阻尼組件，用于根據(jù)海流流速調(diào)整所述振子滑動(dòng)過程中的阻尼。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁支撐振子流致振動(dòng)海流能轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述阻尼組件包括兩個(gè)定子磁極、兩個(gè)勵(lì)磁匝線、兩個(gè)動(dòng)子，所述定子磁極對(duì)應(yīng)安裝于所述立柱一側(cè)，所述移動(dòng)滑塊套設(shè)于所述定子磁極上，所述勵(lì)磁匝線對(duì)應(yīng)安裝于所述定子磁極內(nèi)，所述動(dòng)子對(duì)應(yīng)安裝于所述移動(dòng)滑塊上，所述動(dòng)子伸入所述定子磁極的定子氣隙中。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁支撐振子流致振動(dòng)海流能轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述阻尼組件還包括控制電路、水流流速測量器及用以測量所述移動(dòng)滑塊位移數(shù)據(jù)的位移計(jì)，所述控制電路安裝于所述下底座中，所述水流流速測量器、所述位移計(jì)、所述勵(lì)磁匝線均與所述控制電路電連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁支撐振子流致振動(dòng)海流能轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述位移計(jì)為拉線式位移計(jì)，所述拉線式位移計(jì)的拉繩連接于其中一個(gè)所述移動(dòng)滑塊上。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的磁支撐振子流致振動(dòng)海流能轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述固定組件還包括上底板，安裝于兩個(gè)所述立柱的頂部。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的磁支撐振子流致振動(dòng)海流能轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述固定磁體呈圓筒狀，所述固定磁體套設(shè)于所述立柱上。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的磁支撐振子流致振動(dòng)海流能轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述活動(dòng)磁體呈圓筒狀，所述活動(dòng)磁體套設(shè)于所述移動(dòng)滑塊上。

9.根據(jù)權(quán)利要求1或7或8所述的磁支撐振子流致振動(dòng)海流能轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述活動(dòng)磁體的磁極與上、下相鄰所述固定磁體的磁極相反。

10.一種磁支撐振子流致振動(dòng)海流能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述磁支撐振子流致振動(dòng)海流能轉(zhuǎn)換器，所述轉(zhuǎn)換器呈矩陣式排布，且所述轉(zhuǎn)換器中的振子與水流來流方向垂直。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種磁支撐振子流致振動(dòng)海流能轉(zhuǎn)換器及轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，上述轉(zhuǎn)換器包括：固定組件，至少具有下底座及兩個(gè)前、后間隔安裝于下底座上的立柱；以及轉(zhuǎn)換組件，用于將海流能轉(zhuǎn)換形成電能，至少具有振子、兩個(gè)金屬材質(zhì)的螺旋線圈、四個(gè)固定磁體、四個(gè)活動(dòng)磁體，振子兩端對(duì)應(yīng)安裝于立柱上的移動(dòng)滑塊上，振子可在海流作用下沿立柱上、下滑動(dòng)，螺旋線圈對(duì)應(yīng)安裝于立柱內(nèi)，固定磁體對(duì)應(yīng)安裝于立柱上、下兩端，活動(dòng)磁體對(duì)應(yīng)安裝于移動(dòng)滑塊上。本發(fā)明設(shè)計(jì)了直線式磁滯制動(dòng)器，通過實(shí)施監(jiān)測水流流速與振子速度，感知海流的變化與振子振動(dòng)情況，并根據(jù)海流條件自動(dòng)調(diào)節(jié)振子的阻尼力，以保持振子在最佳振動(dòng)狀態(tài)，從而提高了能量轉(zhuǎn)換效率和系統(tǒng)發(fā)電的穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：白旭,章文,雷國強(qiáng),楊振邦,王嘉潞
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10