磁流变发电缸及多能互补的磁流变波浪能发电装置

本发明涉及波浪能发电，尤其涉及一种磁流变发电缸及多能互补的磁流变波浪能发电装置。

背景技术：

1、煤炭、石油等传统化石燃料储量有限且严重污染环境，为应对能源危机以及严峻的环境问题，在“双碳目标”的推进下，可再生清洁能源越来越成为能源未来发展的主流方向。随着海洋资源的开发与利用，波浪能作为一种可再生清洁能源的补充，通过结合太阳能的形式，可以形成混合能源系统，提供能源多样化，提高能源的可靠性和稳定性，混合能源系统将在未来能源体系中扮演日益重要的角色。波浪能发电作为一种新兴的可再生能源形式在许多方面都有优势，但其仍然存在投资成本高、转化效率低等缺点。

2、因此，基于提高发电装置发电效率的需要，设计并优化一种基于多能互补的多自由度磁流变波浪能发电装置是非常必要的。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种磁流变发电缸及多能互补的磁流变波浪能发电装置，可以实现可再生清洁能源的多种利用，提高装置的发电效率。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、磁流变发电缸，包括外壳，所述外壳包括依次连接在一起的前端盖、隔磁密封外壳及后端盖；

4、所述外壳内设有磁流变发电缸活塞杆，所述磁流变发电缸活塞杆的一端设有耳轴，穿过前端盖延伸到磁流变发电缸的外壳外面；

5、所述后端盖的内部安装有活塞杆速度传感器，监测磁流变发电缸活塞杆速度并传递给控制器；

6、所述磁流变发电缸活塞杆的外部套有磁流变发电缸套筒，所述磁流变发电缸套筒与前端盖和后端盖都连接固定；

7、所述磁流变发电缸套筒的外部安装有发电缸永磁铁，发电缸永磁铁的外部安装有隔磁密封外壳；

8、所述磁流变发电缸活塞杆通过前导向轴套和后导向轴套固定，前导向轴套和后导向轴套内部都设有阻尼励磁线圈，阻尼励磁线圈由蓄能器供电，蓄能器由所述控制器控制输出电流的大小；前导向轴套和后导向轴套的内侧还安装有防水圈；

9、所述磁流变发电缸活塞杆的中间通过活塞定位螺栓与磁流变发电缸活塞连接。

10、所述磁流变发电缸套筒上设有注磁口，注磁口安装磁流体压力传感器，监测缸体内磁流体压力变化并将信号传递到控制器，所述磁流变发电缸套筒内注有磁流变液。

11、采用所述磁流变发电缸的多能互补的磁流变波浪能发电装置，包括安装支撑平台，所述安装支撑平台上设有控制安装室，控制安装室内安装有相互连接的所述控制器和所述蓄能器，所述安装支撑平台的顶部安装有太阳能发电系统，所述太阳能发电系统与液压调节系统及蓄能器连接；

12、所述液压调节系统安装于所述安装支撑平台的内部，所述安装支撑平台的内部还设有波浪直线发电机和磁力回正装置；

13、所述波浪直线发电机与所述蓄能器连接；

14、所述磁力回正装置与鳍片旋转浮子连接；

15、所述安装支撑平台中间位置的控制安装室通过至少两个所述磁流变发电缸连接鳍片旋转浮子；

16、所述安装支撑平台的下部连接聚波垂荡板。

17、所述安装支撑平台包括支撑立柱，所述支撑立柱的上端设有控制安装室，下端连接所述聚波垂荡板；

18、位于所述控制安装室下部的支撑立柱上设有滑动导轨。

19、所述聚波垂荡板为双圆锥复合式结构。

20、所述的太阳能发电系统包括至少一个迎光太阳能支撑板和弧顶太阳能固定装置，所述迎光太阳能支撑板和弧顶太阳能固定装置上都安装有太阳能板；

21、所述迎光太阳能支撑板安装在所述安装支撑平台的周围，所述弧顶太阳能固定装置安装在所述安装支撑平台的顶部；

22、所述太阳能板与所述蓄能器连接；

23、所述迎光太阳能支撑板与所述液压调节系统连接；

24、所述弧顶太阳能固定装置的顶部设有光敏传感器，接受光照信号并传递给控制安装室内的控制器。

25、所述的液压调节系统包括驱动电机，所述驱动电机与蓄能器和控制器连接，驱动电机由控制器控制，所述驱动电机还连接调节液压泵并为调节液压泵提供动力，驱动电机与调节液压泵都安装于控制安装室内部；

26、所述调节液压泵通过液压回路使调节液压缸伸缩，调节液压缸连接所述迎光太阳能支撑板与安装支撑平台，通过调节液压缸的伸缩使迎光太阳能支撑板旋转，调节迎光太阳能支撑板的迎光角度。

27、所述的波浪直线发电机安装于控制安装室下方，包括驱动支柱，所述驱动支柱连接多个直线发电机滑轮，所述直线发电机滑轮与滑动导轨连接，控制驱动支柱的自由度；

28、所述驱动支柱的顶部设有发电机线圈，发电机线圈的外部设有发电机永磁铁，所述发电机永磁铁安装于滑动导轨内部；

29、所述发电机线圈与所述蓄能器连接。

30、所述的磁力回正装置安装于滑动导轨内部，波浪直线发电机下方，包括回正支柱，所述回正支柱上设有多个回正滑轮，所述回正支柱的下部对称的设有两个回正永磁板，所述回正永磁板上设有多个回正弹簧，所述回正弹簧的一端连接所述回正永磁板，另一端连接旋转永磁铁。

31、所述鳍片旋转浮子包括曲形底浮子，所述曲形底浮子穿设在所述安装支撑平台上，所述曲形底浮子的外部均匀的设有多个旋转鳍片，所述曲形底浮子与安装支撑平台之间设有旋转永磁铁，曲形底浮子底部安装有浮子位移传感器，所述浮子位移传感器与所述控制安装室内的控制器连接。

32、本发明的有益效果：

33、1、可以通过太阳能发电系统、波浪直线发电机、磁流变发电缸发电，发电装置不再单一，一个装置实现多能互补发电；

34、2、通过光敏传感器监测太阳角度并发送信号给控制器，利用液压调节系统调整迎光太阳能支撑板角度，提高光能的利用效率，通过浮子位移传感器，监测鳍片旋转浮子的运动状态并发送信号给控制器，控制器基于传递的信号对波况进行预测分析，通过磁流体压力传感器、活塞杆速度传感器监测磁流变发电缸的工作状态并发送信号给控制器，控制器调整阻尼励磁线圈的电流大小，实现磁流变发电缸的阻尼调节，防止装置损坏并提高发电效率；

35、3、鳍片旋转浮子在波浪的激励下可以进行多自由度运动，从而促使磁流变发电缸，提高了磁流变发电缸对波浪能的利用率；

36、4、通过磁力回正装置，实现鳍片旋转浮子的回正，并防止鳍片旋转浮子旋转过度导致装置损坏，提高使用寿命；

37、5、本发明磁流变发电缸中磁流变液在磁流变发电缸套筒内部循环，增添内循环流道；磁流变发电缸的两端安置阻尼励磁线圈，可调节磁流变液的阻尼；在缸筒外侧安装发电缸永磁铁，为发电提供稳定磁场，并在发电缸永磁铁外侧安装隔磁密封外壳，防止漏磁；后端盖外部结构采用双圆台组装式，节省材料，外侧开有通气孔，平衡气压；缓冲套安装活塞杆速度传感器，监测活塞杆速度，注磁口安装磁流体压力传感器，监测磁流变液的压力变化。

技术特征：

1.磁流变发电缸，其特征是，包括外壳，所述外壳包括依次连接在一起的前端盖（702）、隔磁密封外壳（720）及后端盖（712）；

2.如权利要求1所述的磁流变发电缸，其特征是，所述磁流变发电缸套筒（706）上设有注磁口（705），注磁口（705）安装磁流体压力传感器（710），监测缸体内磁流体压力变化并将信号传递到控制器（402），所述磁流变发电缸套筒（706）内注有磁流变液（707）。

3.采用权利要求1所述的磁流变发电缸的多能互补的磁流变波浪能发电装置，其特征是，包括安装支撑平台（1），所述安装支撑平台（1）上设有控制安装室（101），控制安装室（101）内安装有相互连接的所述控制器（402）和所述蓄能器（401），所述安装支撑平台（1）的顶部安装有太阳能发电系统（2），所述太阳能发电系统（2）与液压调节系统（3）及蓄能器（401）连接；

4.如权利要求3所述的多能互补的磁流变波浪能发电装置，其特征是，所述安装支撑平台（1）包括支撑立柱（103），所述支撑立柱（103）的上端设有控制安装室（101），下端连接所述聚波垂荡板（104）；

5.如权利要求4所述的多能互补的磁流变波浪能发电装置，其特征是，所述聚波垂荡板（104）为双圆锥复合式结构。

6.如权利要求3所述的多能互补的磁流变波浪能发电装置，其特征是，所述的太阳能发电系统（2）包括至少一个迎光太阳能支撑板（202）和弧顶太阳能固定装置（203），所述迎光太阳能支撑板（202）和弧顶太阳能固定装置（203）上都安装有太阳能板（201）；

7.如权利要求6所述的多能互补的磁流变波浪能发电装置，其特征是，

8.如权利要求4所述的多能互补的磁流变波浪能发电装置，其特征是，所述的波浪直线发电机（5）安装于控制安装室（101）下方，包括驱动支柱（502），所述驱动支柱（502）连接多个直线发电机滑轮（501），所述直线发电机滑轮（501）与滑动导轨（102）连接，控制驱动支柱（502）的自由度；

9.如权利要求4所述的多能互补的磁流变波浪能发电装置，其特征是，所述的磁力回正装置（6）安装于滑动导轨（102）内部，波浪直线发电机（5）下方，包括回正支柱（602），所述回正支柱（602）上设有多个回正滑轮（601），所述回正支柱（602）的下部对称的设有两个回正永磁板（603），所述回正永磁板（603）上设有多个回正弹簧（604），所述回正弹簧（604）的一端连接所述回正永磁板（603），另一端连接旋转永磁铁（803）。

10.如权利要求3所述的多能互补的磁流变波浪能发电装置，其特征是，所述鳍片旋转浮子（8）包括曲形底浮子（801），所述曲形底浮子（801）穿设在所述安装支撑平台上（1），所述曲形底浮子（801）的外部均匀的设有多个旋转鳍片（802），所述曲形底浮子（801）与安装支撑平台（1）之间设有旋转永磁铁（803），曲形底浮子（801）底部安装有浮子位移传感器（804），所述浮子位移传感器（804）与所述控制安装室内的控制器（402）连接。

技术总结
本发明涉及波浪能发电技术领域，尤其涉及磁流变发电缸及多能互补的磁流变波浪能发电装置，包括安装支撑平台，安装支撑平台上设有控制安装室，控制安装室内安装有相互连接的控制器和蓄能器，安装支撑平台的顶部安装有太阳能发电系统，太阳能发电系统与液压调节系统及蓄能器连接；波浪直线发电机与蓄能器连接；磁力回正装置与鳍片旋转浮子连接；安装支撑平台中间位置的控制安装室通过至少两个磁流变发电缸连接鳍片旋转浮子；安装支撑平台的下部连接聚波垂荡板。可以通过太阳能发电系统、波浪直线发电机、磁流变发电缸发电，发电装置不再单一，一个装置实现多能互补发电。

技术研发人员：张伟,任增源,杨柳佳,李昊,许依凡,张彪,吕逸品
受保护的技术使用者：山东建筑大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31