[发明专利]一种船用波浪能多自由度发电系统

说明书

本发明公开一种船用波浪能多自由度发电系统，用于水平安装在船舶内部舱室的甲板上，包括水平设置的环形定子铁芯，以及滑动安装在环形定子铁芯内部的弧形动子，环形定子铁芯的内部为一空腔，空腔的内壁沿定子铁芯的轴线方向均匀嵌入多个环形线圈绕组，弧形动子包括弧形的中心轴，中心轴的截面形状与空腔的截面形状匹配，中心轴外壁覆盖固定有磁轭，磁轭的外周沿其自身的弧度方向均匀嵌入至少两个环形永磁铁磁极，线圈绕组的输出端通过整流器与蓄电池进行电连接。本发明的有益效果是：能利用波浪作用下船舶的自身运动进行发电，在一定程度上还能起到降低船舶摇、荡幅度的效果；所有的部件均放置在船舶内部，能量转换环节少，发电效率高。

技术领域

本发明涉及船舶工程和波浪能发电技术领域，尤其涉及一种船用波浪能多自由度发电系统。

背景技术

船舶动力系统是船舶的核心部件。随着船舶技术的快速发展，船舶动力系统(例如柴油机或燃气轮机)所排放的尾气对环境带来的污染愈发凸显，因此利用海洋清洁能源作为船舶的动力具有积极的意义。同时，现阶段我国在大力发展无人监测船，通过预先配设储电装置来解决无人监测船的航行动力问题；因储电容量有限，无人监测船需定期回来充电，如此不仅限制了无人监测船的航运范围，还限制了单次航运时间。

为了利用海洋中广泛存在的波浪能量进行发电，专利CN107044379B、专利CN202273803U、专利CN109353465B、专利213235314U和专利CN216198615U分别公开了各自的船用波浪能发电方案。其中，专利CN107044379B和专利CN202273803U只能在船舶停泊状态下利用波浪能量进行发电；专利CN109353465B、专利213235314U和专利CN216198615U则是通过一系列机械部件，将浮体在波浪作用下的机械运动(专利CN109353465B涉及浮体的纵摇运动，专利213235314U和专利CN216198615U涉及浮体的垂荡运动)转化为发电机中心轴的旋转运动来进行发电，存在结构复杂、机械阻尼大、发电效率低的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种船用波浪能多自由度发电系统，旨在解决现有的船用波浪能发电系统机械部件多、结构复杂的弊端。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种船用波浪能多自由度发电系统，用于水平安装在船舶内部舱室的甲板上，包括水平设置的环形定子铁芯，以及滑动安装在所述环形定子铁芯内部的弧形动子，所述环形定子铁芯的内部为一空腔，所述空腔的内壁沿定子铁芯的轴线方向均匀嵌入多个环形线圈绕组，所述弧形动子包括弧形的中心轴，所述中心轴的截面形状与所述空腔的截面形状匹配，所述中心轴外壁覆盖固定有磁轭，所述磁轭的外周沿其自身的弧度方向均匀嵌入至少两个环形永磁铁磁极，所述线圈绕组的输出端通过整流器与蓄电池进行电连接。

在一些实施方式中，所述线圈绕组所在平面垂直于所述环形定子铁芯的轴线。

在一些实施方式中，所述空腔为一截面为圆形或多边形的环形空腔。

在一些实施方式中，各个所述线圈绕组之间的间距一致，各个所述永磁铁磁极之间的距离与所述间距相同。

在一些实施方式中，所述中心轴侧面的两远端分别沿周向均匀设置有至少两个滚珠。

在一些实施方式中，所述滚珠为非导磁材料制作。

在一些实施方式中，所述线圈绕组的内周与所述空腔的内壁平齐。

在一些实施方式中，所述中心轴通过所述滚珠与所述空腔的内壁进行接触，所述永磁铁磁极的外周与所述线圈绕组的内周间隙配合。

在一些实施方式中，所述环形定子铁芯包括镜像对称设置的上盖板和下盖板。

在一些实施方式中，所述上盖板和所述下盖板通过紧固件连接。