一種潮流能發電裝置及其控制方法制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種潮流能發電裝置，包括機艙、發電機、塔架、流速流向傳感器、控制器、第一剎車、第二剎車、第一葉輪和第二葉輪，所述機艙固定在所述塔架上，所述第一葉輪和所述第二葉輪分別位于所述機艙的兩端。所述第一葉輪的轉軸伸入所述機艙，且與所述發電機的內轉子相聯接。所述第二葉輪的轉軸伸入所述機艙，且與所述發電機的外轉子相聯接。所述第一剎車位于所述內轉子的輸入轉軸處，所述第二剎車位于所述外轉子的輸入轉軸處。所述控制器分別與所述流速流向傳感器、所述第一剎車和所述第二剎車進行電氣連接。所述潮流能發電裝置的控制方法為根據所述流速流向傳感器檢測到的潮流流速信號和流向信號，控制所述第一剎車和所述第二剎車的剎車狀態，實現在正反向潮流時捕獲潮流能。該潮流能發電裝置省略了變槳或偏航機構，結構簡單，節約了成本，且控制程序簡單，提高了控制精度及能源利用率。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術涉及一種潮流能發電裝置，包括機艙、發電機、塔架、流速流向傳感器、控制器、第一剎車、第二剎車、第一葉輪和第二葉輪，所述機艙固定在所述塔架上，所述第一葉輪和所述第二葉輪分別位于所述機艙的兩端。所述第一葉輪的轉軸伸入所述機艙，且與所述發電機的內轉子相聯接。所述第二葉輪的轉軸伸入所述機艙，且與所述發電機的外轉子相聯接。所述第一剎車位于所述內轉子的輸入轉軸處，所述第二剎車位于所述外轉子的輸入轉軸處。所述控制器分別與所述流速流向傳感器、所述第一剎車和所述第二剎車進行電氣連接。所述潮流能發電裝置的控制方法為根據所述流速流向傳感器檢測到的潮流流速信號和流向信號，控制所述第一剎車和所述第二剎車的剎車狀態，實現在正反向潮流時捕獲潮流能。該潮流能發電裝置省略了變槳或偏航機構，結構簡單，節約了成本，且控制程序簡單，提高了控制精度及能源利用率。【專利說明】
本專利技術屬于海洋能發電領域，具體涉及。
技術介紹
潮流能屬于海洋能范疇，是一種可預測性強、儲量巨大、很有開發利用價值的新型能源。目前，已廣泛使用潮流能發電裝置來開發利用潮流能。潮流能發電裝置從結構上來劃分，主要有垂直軸式和水平軸式兩種結構型式。垂直軸式潮流能發電裝置可以利用不同流向的潮流，但是其葉輪捕獲潮流能的效率低，且不適用于大功率等級發電機組。水平軸式潮流能發電裝置的葉輪捕獲潮流能的效率高，但只能利用單一流向的潮流。為了使水平軸式發電裝置能夠利用雙向(正向和反向)潮流，目前主要有以下幾種技術方式:I)使用可以雙向工作的葉片。裝有這種雙向葉片的葉輪,在漲潮和落潮(漲潮時潮流的流向與落潮時相反)時均可以在潮流的帶動下旋轉發電。雙向葉片捕獲潮流能的效率比單向葉片低很多，同樣不適用于大功率等級發電機組。2)通過葉輪的葉片變槳。在潮流的流向變換時，使葉片繞自身轉軸旋轉180度，使葉輪能夠捕獲流向變換之后的潮流的能量。這種方式需要復雜的變槳距機構，同時還要考慮變槳時葉片根部的動密封問題，大大增加了技術難度和制造成本。3)通過偏航機構對流。在潮流的流向變換時，使整個潮流能發電裝置旋轉180度，使葉輪正對潮流，繼續工作。這種方式需要龐大的偏航機構，使整個裝置旋轉180度，結構復雜，成本高。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是提供一種潮流能發電裝置，該潮流能發電裝置具有兩個葉輪，在漲潮和落潮時均可以捕獲潮流能，且不需要預先執行變槳或偏航動作，減小了結構復雜度，節約成本。該潮流能發電裝置的控制方法在漲潮和落潮時執行不同的剎車控制程序，就能實現在漲潮和落潮時均可以捕獲潮流能，省略了變槳或偏航控制程序，提高了控制精度，簡化控制程序，節約程序開發成本。為解決上述技術問題，本專利技術采用如下的技術方案:一種潮流能發電裝置，包括機艙、發電機和塔架，所述機艙固定在所述塔架上，所述潮流能發電裝置還包括流速流向傳感器、控制器、第一剎車、第二剎車、第一葉輪和第二葉輪，所述第一葉輪和所述第二葉輪分別位于所述機艙的兩端。所述第一葉輪的轉軸伸入所述機艙，且與所述發電機的內轉子相聯接。所述第二葉輪的轉軸伸入所述機艙，且與所述發電機的外轉子相聯接。所述第一剎車位于所述內轉子的輸入轉軸處，所述第二剎車位于所述外轉子的輸入轉軸處。所述控制器分別與所述流速流向傳感器、所述第一剎車和所述第二剎車進行電氣連接。進一步的，所述第一葉輪與所述內轉子之間設有第一齒輪箱，所述第一齒輪箱固定在所述機艙的內壁上。所述第一葉輪通過所述第一齒輪箱與所述發電機的內轉子相聯接，所述第一齒輪箱的一端聯接所述第一葉輪的轉軸，所述第一齒輪箱的另一端聯接所述內轉子。進一步的，所述第二葉輪與所述外轉子之間設有第二齒輪箱，所述第二齒輪箱固定在所述機艙的內壁上。所述第二葉輪通過所述第二齒輪箱與所述發電機的外轉子相聯接，所述第二齒輪箱的一端聯接所述第二葉輪的轉軸，所述第二齒輪箱的另一端聯接所述外轉子。進一步的，所述發電機通過軸承安裝在所述機艙內部。進一步的，所述發電機的外轉子上設有導電滑環，所述導電滑環通過海底電纜連接用電負載。進一步的，所述流速流向傳感器安裝在所述機艙外壁上。一種潮流能發電裝置的控制方法，所述流速流向傳感器檢測潮流的流速和流向，并將檢測到的流速信號和流向信號傳遞給所述控制器，所述流速流向傳感器當前檢測到的潮流流速值為C。所述控制器根據當前的潮流流速和流向決定所述第一剎車和所述第二剎車的工作狀態。所述控制器的控制程序中預先設置潮流能發電裝置的工作流速范圍，所述工作流速范圍的最小值為A，所述工作流速范圍的最大值為B。如果C小于A，此時，所述控制器輸出剎車信號給所述第一剎車和所述第二剎車，所述第一剎車和所述第二剎車處于剎車狀態，所述第一葉輪和所述第二葉輪靜止不動。如果C大于等于A，C小于等于B，且潮流處于漲潮狀態，潮流的的流向為正向，此時，所述控制器輸出剎車信號給所述第一剎車，所述第一剎車處于剎車狀態，所述第一葉輪靜止不動，所述第二剎車處于釋放狀態，所述第二葉輪在潮流的帶動下旋轉捕獲潮流能。如果C大于等于A，C小于等于B，且潮流處于落潮狀態，潮流的的流向為反向，此時，所述控制器輸出剎車信號給所述第二剎車，所述第二剎車處于剎車狀態，所述第二葉輪靜止不動，所述第一剎車處于釋放狀態，所述第一葉輪在潮流的帶動下旋轉捕獲潮流能。如果C大于B，此時，所述控制器輸出剎車信號給所述第一剎車和所述第二剎車，所述第一剎車和所述第二剎車處于剎車狀態，所述第一葉輪和所述第二葉輪靜止不動。采用本專利技術具有如下的有益效果:1、具有兩個朝向的葉輪，可以在漲潮和落潮時適應正反向的潮流，捕獲潮流能，提高了潮流能開發利用率。2、兩個葉輪分別聯接發電機的內轉子和外轉子，在不需要變槳或偏航機構的情況下，僅依靠剎車機構就可以實現在潮流變換正反向時變換兩個葉輪的工作狀態，剎車機構相對變槳或偏航機構結構簡單，節約成本。3、相應地，控制方法中也省略了變槳或偏航程序，僅需要根據流速和流向信號執行剎車程序，就可以實現捕獲正反向潮流的能量。【專利附圖】【附圖說明】下面結合附圖對本專利技術的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。圖1為本專利技術一種潮流能發電裝置的第一種實施例的結構示意圖；圖2為本專利技術一種潮流能發電裝置的第二種實施例的結構示意圖。【具體實施方式】參照圖1，圖1所示為本專利技術一種潮流能發電裝置的第一種實施例的結構示意圖。在該實施例中，所述潮流能發電裝置包括第一葉輪11、第二葉輪12、機艙2、發電機30、塔架4、流速流向傳感器5、控制器6、第一齒輪箱81和第二齒輪箱82，所述機艙2固定在所述塔架4上，所述第一葉輪11和所述第二葉輪12分別位于所述機艙2的兩端。所述機艙2處于密封狀態，將外界海水與所述機艙2內部各部件相隔離。所述第一齒輪箱81和所述第二齒輪箱82均固定在所述機艙2的內壁上。所述第一葉輪11的轉軸伸入所述機艙2，且與所述第一齒輪箱81的一端相聯接；所述第一齒輪箱81的另一端聯接所述發電機30的內轉子31。所述第一剎車71位于所述內轉子31的輸入轉軸處。所述第二葉輪12的轉軸伸入所述機艙2，且與所述第二齒輪箱82的一端相聯接；所述第二齒輪箱82的另一端聯接所述發電機30的外轉子32。所述第二剎車72位于所述外轉子32的輸入轉軸處。所述流速流向傳感器5安裝在所述本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種潮流能發電裝置，包括機艙（2）、發電機（30）和塔架（4），所述機艙（2）固定在所述塔架（4）上，其特征在于：所述潮流能發電裝置還包括流速流向傳感器（5）、控制器（6）、第一剎車（71）、第二剎車（72）、第一葉輪（11）和第二葉輪（12），所述第一葉輪（11）和所述第二葉輪（12）分別位于所述機艙（2）的兩端；所述第一葉輪（11）的轉軸伸入所述機艙（2），且與所述發電機（30）的內轉子（31）相聯接；所述第二葉輪（12）的轉軸伸入所述機艙（2），且與所述發電機（30）的外轉子（32）相聯接；所述第一剎車（71）位于所述內轉子（31）的輸入轉軸處，所述第二剎車（72）位于所述外轉子（32）的輸入轉軸處；所述控制器（6）分別與所述流速流向傳感器（5）、所述第一剎車（71）和所述第二剎車（72）進行電氣連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐全坤，劉宏偉，李偉，林勇剛，石茂順，
申請(專利權)人：浙江大學，
類型：發明
國別省市：