本发明涉及的是一种海浪发电领域的技术,具体是一种基于铰链的垂荡式浮子波浪换能器。
背景技术:
现有波浪换能器在大幅波浪的作用下将产生六个自由度的剧烈运动,包括纵荡、横荡、垂荡、横摇、纵摇和首尾摇,上述混乱的晃动势必引起液压缸、液压马达和发电机的损坏,引起设备故障,降低产电能力,增加维修成本。
技术实现要素:
本发明针对现有技术存在的上述不足,提出了一种基于铰链的垂荡式浮子波浪换能器,能够将波浪换能器的主要运动范围限制在垂荡方向上,降低液压缸、液压马达和发电机损坏的风险,压缩维修成本的同时增加产电能力。
本发明是通过以下技术方案实现的:
本发明包括:浮子、钢臂、液压缸、液压马达、发电机和电力变换器,其中:浮子顶部固定有倾斜设置的钢臂,钢臂通过铰链分别与固定平台、液压缸的活塞杆相连,液压缸缸体与固定平台通过铰链连接,液压缸通过液压油管路与液压马达相连,液压马达、发电机和电力变换器依次连接,电力变换器与交流电网相连进行电力输送。
所述的液压油管路设有截止止回阀。
技术效果
与现有技术相比,本发明将波浪换能器的主要运动范围限制在垂荡方向上,降低了波浪换能器运动的不确定性以及由此引起的液压缸、液压马达和发电机较高的故障率,压缩维修成本的同时增加产电能力;经matlab/simulink仿真,产电能力可提高35%左右。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图中:浮子1、钢臂2、第一铰链3、第二铰链4、活塞杆5、液压缸6、第三铰链7、固定平台8(仅部分示出)、活塞9、液压油管路10、截止止回阀11、液压马达12、发电机13、电力变换器14、交流电网15。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明,本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1所示,本实施例包括:浮子1、钢臂2、液压缸6、液压马达12、发电机13和电力变换器14,其中:浮子1顶部固定有倾斜设置的钢臂2,钢臂2通过第一铰链3与液压缸6的活塞杆5相连,钢臂2通过第二铰链4与固定平台8相连,液压缸6的缸体与固定平台8通过第三铰链7连接,液压缸6通过液压油管路10与液压马达12相连,液压马达12、发电机13和电力变换器14依次连接,电力变换器14与交流电网15相连进行电力输送。
所述的液压油管路10设有截止止回阀11,确保液压油沿液压油管路10仅向液压马达12方向单向流动。
所述的第一铰链3、第二铰链4和第三铰链7均设有耳板,其中:第一铰链3的耳板焊接在钢臂2上,第二铰链4和第三铰链7的耳板均焊接在固定平台8上。
所述的固定平台8可固定在深插入海底的钢桩上。
本实施例的工作原理如下:
浮子1在波浪的作用下运动,带动钢臂2绕第二铰链4柔性旋转,钢臂2通过第一铰链3带动活塞杆5运动,同时在第三铰链7的作用下,液压缸6转动,活塞杆5带动活塞9在缸体内往复运动;
当活塞9向上运动时,液压缸6内的上部液压油承压,压力升高,高压液压油通过液压缸6上端口进入液压油管路10,经截止止回阀11后沿管路流进液压马达12,液压马达12驱动发电机13发出电力,所发出的电力经电力变换器14变换后被送入当地的交流电网15。
优选地,所述的浮子1的直径为5.5m、高为5.2m;
优选地,所述的发电机13的额定功率为185kw;
优选地,所述的钢臂2的长、宽、高分别为9.2m、1.25m和1.25m;
通过matlab/simulink建立本实施例的仿真模型,电力变换器14的输出功率在180kw附近微幅变化,满足电力稳定输出的要求。