一种用于波浪发电的场调制丝杠多端口发电机

技术特征：
1.一种用于波浪发电的场调制丝杠多端口发电机，其特征在于：包括转轴(1)、电工钢(2)、非导磁材料(3)、外环形永磁体(4)、内丝杠永磁体(5)、定子外壳(6)、定子铁芯i(7)、定子铁芯ii(8)、转子铁芯i(9)、转子铁芯ii(10)、发电绕组i(11)、永磁体i(13)、第一控制绕组(14)、调制器(15)、发电绕组ii(16)、第二控制绕组(17)、永磁体ii(18)和轴承(19)；所述内丝杠永磁体(5)安装于转轴(1)外，并绕转轴(1)旋转，外环形永磁体(4)静止，电工钢(2)和非导磁材料(3)在波浪作用下作直线运动；所述定子外壳(6)与定子铁芯i(7)、定子铁芯ii(8)连接，并处于静止状态，定子铁芯i(7)装设发电绕组i(11)；转子铁芯i(9)轴向两侧分别装设永磁体i(13)和第一控制绕组(14)，转子铁芯i(9)与转轴(1)连接，做旋转运动；定子铁芯ii(8)沿径向方向从内往外分别为调制器(15)、发电绕组ii(16)；转子铁芯ii(10)沿径向方向从内往外分别是轴承(19)、第二控制绕组(17)、永磁体ii(18)。2.根据权利要求1所述的一种用于波浪发电的场调制丝杠多端口发电机，其特征在于：所述外环形永磁体(4)的极对数为n
so
，内丝杠永磁体(5)的极对数为n
si
，电工钢(2)的个数为n
st
，同一轴向长度内，满足n
st
＝n
so
n
si
，且n
so
>n
si
，外环形永磁体(4)和内丝杠永磁体(5)均采用halbach充磁方式。3.根据权利要求1所述的一种用于波浪发电的场调制丝杠多端口发电机，其特征在于：所述第一控制绕组(14)产生的磁场极对数为n
ko
，调制器(15)的齿数为n
kt
，第二控制绕组(17)的极对数为n
ki
，满足：n
kt
＝n
ko
n
ki
。4.根据权利要求3所述的一种用于波浪发电的场调制丝杠多端口发电机，其特征在于：所述的第一控制绕组(14)、调制器(15)和第二控制绕组(17)，三者形成一套电磁控制器，通过改变第一控制绕组(14)和第二控制绕组(17)产生的磁场极对数，即能控制转子铁芯ii(10)的旋转速度。5.根据权利要求3和权利要求4所述的一种用于波浪发电的场调制丝杠多端口发电机，其特征在于：发电绕组i(11)和永磁体i(13)构成基础发电机，发电绕组i(11)生成基础发电端口；发电绕组ii(16)和永磁体ii(18)构成辅助发电机，发电绕组ii(16)生成辅助发电端口；第一控制绕组(14)、调制器(15)和第二控制绕组(17)构成的电磁控制器能根据不同的海况工作于不同的模式；当波浪较小时，第一控制绕组(14)或第二控制绕组(17)无电流，系统仅有基础发电机工作，基础发电端口向外输出电能；随着波浪逐渐增大，在满足n
kt
＝n
ko
n
ki
的条件下，调节第一控制绕组(14)和第二控制绕组(17)产生的磁场，使第一控制绕组(14)产生的磁场极对数n
ko
逐渐增大，使第二控制绕组(17)产生的磁场极对数n
ki
逐渐减小，根据磁场调制理论，转子铁芯ii(10)的转速逐渐增大，基础发电端口和辅助发电端口同时向外输出电能，电机的功率密度逐渐增大，对波浪的利用率升高。

技术总结
本发明公开了一种用于波浪发电的场调制丝杠多端口发电机，属于磁齿轮和电机技术领域。本发明由场调制磁力丝杠和发电机构成，场调制器驱动电机转子，磁齿轮实现多重增速效应，解决了现有直驱式波浪发电机功率密度低、成本高的问题。在轴向磁通电机的基础上，通过改变第一控制绕组和第二控制绕组产生的磁场极对数实现对发电机转子的控制，解决现有发电机波浪捕获范围窄、应对不同海况的调节形式单一导致系统功率密度和效率低下的问题。一导致系统功率密度和效率低下的问题。一导致系统功率密度和效率低下的问题。


技术研发人员：黄磊 李渊 陈珉烁 杨建龙
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2022.11.17
技术公布日：2023/3/3