[发明专利]一种强磁增速超导新能源转化装置及其优化方法

说明书

本发明公开了一种强磁增速超导新能源转化装置及其优化方法，其特征在于，所述转化装置包括永磁直线定子(1)、超导磁场调制直线动子(2)、超导制冷装置(3)、高速旋转动子(5)和分段内嵌式螺旋电机；所述超导磁场调制直线动子(2)根据磁场调制原理将波浪低速运动产生的极对数较低的静止直线行波磁场调制成较高速度的螺旋磁场，带动高速旋转动子(5)运动，使螺旋调磁环(2‑2)与分段内嵌式螺旋永磁体(5‑1)产生磁耦合，产生的交变永磁磁场在电机绕组上(6)感应出电能。本发明能够极大地提高能量转化装置的功率密度和发电效率，从而有效降低波浪发电装置的体积和质量。

技术领域

本发明涉及波浪发电新能源技术领域，具体而言涉及一种强磁增速超导新能源转化装置及其优化方法。

背景技术

全球经济高速发展必然伴随着能源需求的增加，现今绝大部分能源消耗来自于传统化石能源。近年来，由于化石能源的过度使用和开发，已经在全球范围内引起了诸多问题，例如温室效应、地质破坏、环境污染和石油边缘政治等。为实现低碳排放和经济可持续发展，风能、太阳能和海洋能能等可再生清洁能源的开发和利用越来越受到全社会的关注和重视。

波浪能作为海洋能的一种表现形式，以势能和动能形式广泛分布在地球各个海域内，相比于太阳能和风能，波浪能具有更高的能量密度。此外，我国海洋面积大、岛屿众多且彼此之间被海水隔断，导致供电困难和电能短缺，波浪能的开发和利用对解决岛内群众供电问题具有重要应用价值。如今，随着对海洋资源的深度开发，我国海域内存在许多海洋观测和人员搜救设备，利用波浪能可以实现对装置的不间断供电，从而提高其可靠性和使用寿命。因此，波浪能的开发利用具有良好的环境效益、社会效益和经济效益。例如，专利号为CN110439729A的发明中公开了一种浮式振荡的波浪能发电装置，利用波浪带动漂浮结构上下振动，使磁感线切割发电与风力发电相配合，可实现上下两用发电，同时该装置可减少部分风能的损失，提高波浪能的利用效率。然而，目前传统直驱式波浪发电中存在由于波浪速度低、周期大等原因造成的发电装置功率密度低、质量体积大、发电效率低等问题，因此，亟需一种新的能够更加有效利用波浪能的新能源转换装置。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种强磁增速超导新能源转化装置及其优化方法，将高温超导技术、聚磁技术、场调制技术、以及磁耦合发电技术应用在新能源发电领域，能够极大地提高能量转化装置的功率密度和发电效率。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种强磁增速超导新能源转化装置，所述转化装置包括永磁直线定子(1)、超导磁场调制直线动子(2)、超导制冷装置(3)、高速旋转动子(5)和分段内嵌式螺旋电机；

所述永磁直线定子(1)产生的极性交替静止永磁磁场，穿过随波浪低速运动的超导磁场调制直线动子(2)；所述超导磁场调制直线动子(2)内的超导螺旋环(2-1)在超导制冷装置(3)的作用下，维持超导临界状态，持续产生迈斯纳效应，阻止相邻螺旋状的螺旋调磁环(2-2)之间的磁场穿透，使磁场通过螺旋调磁环(2-2)形成磁路，并且在螺旋调磁环(2-2)之间形成增磁集束效应；

所述超导磁场调制直线动子(2)根据磁场调制原理将波浪低速运动产生的极对数较低的静止直线行波磁场调制成较高速度的螺旋磁场，使螺旋调磁环(2-2)与分段内嵌式螺旋永磁体(5-1)产生磁耦合，带动高速旋转动子(5)运动，产生的交变永磁磁场在电机绕组上(6)感应出电能，从而将动能转化成电能；

所述超导磁场调制直线动子(2)安装在永磁直线定子(1)和高速旋转动子(5)之间，且永磁直线定子(1)和超导磁场调制直线动子(2)之间、超导磁场调制直线动子(2)和高速旋转动子(5)之间均具有气隙。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

进一步地，所述转化装置还包括不锈钢材料制成的制冷保护装置(4)；

所述超导制冷装置(3)安装在制冷保护装置(4)之下。