一种涡流传动无级变速型潮流发电机组,属于潮流/海流发电领域,包括潮流叶轮、主传动轴、行星齿轮系、电磁涡流组件和永磁发电机,所述潮流叶轮用于将捕获的海流动能转换成为行星齿轮系的机械动能,所述潮流叶轮与主传动轴固定连接,所述主传动轴与行星齿轮系的输入侧连接,所述行星齿轮系的输出侧与电磁涡流组件的铜盘转子连接,所述电磁涡流组件的永磁盘转子通过平行轴齿轮系与永磁发电机传动连接,所述永磁盘转子与铜盘转子之间可以自由地相对旋转。本技术简洁紧凑、无级连续变速、效率较高。
背景技术
地球70%的表面被海洋所覆盖,海洋中孕育着巨大的能量来源,因此,有效地开发和利用海洋能资源是未来可持续发展的重要途径,也是解决潜在能源危机的重要手段。海洋潮汐能是海水受到月球的引力而产生的周期性的潮涨潮退过程中所孕育的动能。不同于现有的其他新能源形式,比如风能和波浪能,潮汐能具有高能量密度、高度可预测性以及稳定性等优势特征。因此,开发和利用潮汐能具有很高的经济价值和市场前景。
潮流能发电机组是开发利用潮汐能,实现潮汐动能到电能转换的重要设备。最近十几年间,各类潮流能发电机组相继问世,并逐步商业化和规模化生产和应用。现有的潮流能发电机组主要采用水平轴布置的方式,来捕获和吸收轴向流动的潮汐动能。现有水平轴式的潮流能发电机组采用一定的传动形式,实现机械动能的传递和电功率输出。主要的传动形式有单位传动比的直驱传动和齿轮箱增速传动。采用直驱传动时,发电机与潮流能桨叶直接连接,桨叶的震荡和载荷波动也能直接传递到发电机端。采用直驱传动的潮流能发电机组的发电机通常体积较大,可靠性和励磁强度要求较高,导致机组的整体成本大幅度地增加。
采用齿轮箱传动时,与桨叶连接的低速轴转速能够通过齿轮箱增速后传递到高速轴和发电机端。然而,齿轮箱的可靠性和耐久性是需要解决的一个重要问题,而且,齿轮箱的增速比是固定的,不可改变,因此机组的整体转速也是较难以随潮流流速而实时地加以改变。
另一种比较常见的传动形式是采用低速液压直驱传动的潮流能发电机组。低速液压传动具有柔性传动的优点,能够实现传动比的无级连续可控。然而,低速液压传动的主要问题是传动效率偏低,只有将近70%左右,而且,针对潮流能发电机组的高压大流量的液压元件需要单独的设计和加工,这也在一定程度上增加了成本和支出。
综上所述,目前已有的各种潮流能发电机组的传动方式具有效率偏低、传动比固定、体积偏大和成本偏高等一系列的问题,因此亟需一种结构紧凑、可连续无级调速和具备高效率的传动方式。
实现思路