[发明专利]一种全周向高效绕轴式波浪能发电装置及其工作方法

权利要求书

1.一种全周向高效绕轴式波浪能发电装置，其特征在于，包括漂浮平台、浮子、液压油缸、发电装置和蓄电池，其中，漂浮平台周向环绕活动设置有浮子，浮子连接有液压油缸一端，液压油缸另一端铰接于漂浮平台外侧，漂浮平台内设置有发电装置和蓄电池，液压油缸连接有发电装置，发电装置连接有蓄电池；

浮子上表面为平滑弧面，浮子下侧设置有圆弧槽，浮子由外向内逐渐增厚；

浮子所受的波浪激振力和浮子所受阻尼力计算过程如下，浮子运动方程为：

Fs＝k₁*z (2)

Fc＝c₁*z (3)

M＝(m_t-m_w) (4)

上式中，z是指浮子的位移，是浮子位移的二阶微分，k₁是静水回复力等效的刚度，F_w是浮子所受的波浪激振力，c₁是水的阻力，Fc为浮子所受阻尼力，Fs为静水回复力，m_t为浮体的实际质量,m_w为浮体的当量质量，M为浮体的等效质量；

式(5)中，是浮子位移的一阶微分，P为浮子捕获功率，浮子捕获功率越大，波浪能发电装置的捕获能量越大，获取浮子最大捕获功率下液压油缸加在浮子上的力Fpto，然后将Fpto值代入式(1)(2)(3)(4)，求得浮子所受的波浪激振力和浮子所受阻尼力；

液压油缸的选取计算方式如下：

上式中，A_h为液压油缸活塞杆有效面积，Ppto是指液压油缸的工作压力，D为液压油缸内径，d为活塞杆直径，由式(6)(7)确定液压油缸尺寸D、d；

浮子内部均设置有纳米发泡塑料；

发电装置包括液压马达和发电机，液压马达外接有液压油缸，液压马达输出端通过联轴器连接有发电机，发电机连接有蓄电池；

发电机与蓄电池之间设置有电处理装置，电处理装置包括波浪能发电控制器和卸荷器，波浪能发电控制器连接有卸荷器，蓄电池连接有正弦波逆变器。

2.如权利要求1所述的全周向高效绕轴式波浪能发电装置，其特征在于，浮子两侧通过活动轴活动设置于漂浮平台外侧。

3.如权利要求1所述的全周向高效绕轴式波浪能发电装置，其特征在于，液压油缸与液压马达之间设置有蓄能器，液压油缸发出的液压油经过蓄能器进行压力稳定。

4.如权利要求3所述的全周向高效绕轴式波浪能发电装置，其特征在于，漂浮平台外侧设置有升降导轨，升降导轨连接有升降式波浪增强装置，升降式波浪增强装置包括捕能基座和表面波导流片，捕能基座的360°圆周方向均匀分布设置有表面波导流片，相邻表面波导流片间组成可供波浪进入的径向缝。

5.一种如权利要求4所述的全周向高效绕轴式波浪能发电装置的工作方法，其特征在于，操作步骤如下：

(1)浮子随海浪的起伏，做绕固定轴的旋转摆动，浮子的运动带动液压油缸的活塞杆进行往复运动；

(2)液压油缸活塞杆的往复运动带动液压油循环，液压油缸发出的液压油经过蓄能器进行压力稳定，然后通往液压马达；

(3)液压油驱动液压马达转动，液压马达旋转，带动发电机运动，发电机将机械能转化为电能；

(4)发电机发出的不稳定的三相交流电进入波浪能发电控制器进行处理，存储于蓄电池中；

(5)正弦波逆变器将蓄电池的直流电转化为稳定的交流电供负载使用。