一种应用超导线圈的直驱式海浪发电系统的制作方法_3

文档序号:9259111阅读:来源:国知局
均匀地设置在两个导冷支架10上,并且每个导冷支架10上的超导线圈6之间相互并联连接。
[0075]感应部5运行GM制冷机9,并通过导冷支架10致冷超导线圈6,使超导线圈6达到超导工作温度。
[0076]当有海浪冲击时,海浪浮漂3通过海浪的抬升作用而带动浮漂支架I相对于中轴结构2运动,进而使浮漂支架I上励磁部5的永磁体13相对于中轴结构2上感应部4的超导线圈6运动。
[0077]由于感应部5的超导线圈6与励磁部4的永磁体13的相对运动,而发生电磁效应,使感应部5的超导线圈6产生感应电流,从而完成发电。
[0078]本实施例中的直驱式海浪发电系统中,感应部5的超导线圈6为一代高温超导线圈B1-2223或为二代高温超导线圈YBCO,感应部5的GM制冷机9都工作在液氮温区。
[0079]结合图3所示的本发明的第三实施例;其中,浮漂支架I设置感应部5,中轴结构2设置励磁部4,并且,感应部5设置有若干铜线圈14,励磁部4设置有若干超导线圈6以及相应的制冷系统。
[0080]具体的,浮漂支架I设置两个感应部5,并且两个感应部5分别设置在浮漂支架I两边内侧的对称位置上,同时,感应部5设置的若干铜线圈14均匀排布在同一个平面内。励磁部4设置在中轴结构2的内部,并且关于中轴结构2的轴方向对称设置。浮漂支架I与中轴结构2相对静止时,感应部5和励磁部4相正对。
[0081]励磁部4相应的制冷系统包括:两台GM制冷机9、两个导冷支架10、低温冷屏11和真空杜瓦12。其中,超导线圈6设置在导冷支架10上,真空杜瓦12和低温冷屏11均制作成壳体结构,超导线圈6和导冷支架10装入低温冷屏11的壳体结构内部,整个低温冷屏11的壳体结构设置在真空杜瓦12的壳体结构内部,可防止壳体的内部受外界的热辐射。GM制冷机9设置在真空杜瓦12的壳体结构的外表面并将其制冷头接入真空杜瓦12的壳体结构的内部,其中,两台GM制冷机9的一级制冷头均与低温冷屏11连接,两台GM制冷机9的二级制冷头分别与两个冷支架10连接。
[0082]励磁部4运行GM制冷机9,并通过导冷支架10致冷超导线圈6,使超导线圈6达到超导工作温度。
[0083]励磁部4的超导线圈6通过二元制电流引线15接入外部电流,并在励磁部4的超导线圈6上产生磁场。
[0084]当有海浪冲击时,海浪浮漂3通过海浪的抬升作用而带动浮漂支架I相对于中轴结构2运动,进而使浮漂支架I上感应部5的铜导线14相对于中轴结构2上励磁部4的超导线圈6运动。
[0085]由于励磁部4的超导线圈6与感应部5的铜导线14的相对运动,而发生电磁效应,使感应部5的铜导线14产生感应电流,从而完成发电。
[0086]本实施例中的直驱式海浪发电系统中,励磁部4采用的超导线圈6为1%82线圈,励磁部4的GM制冷机9工作在液氢温区。
[0087]结合图4所示的本发明的第三实施例的励磁部示意图;其中,二元制电流引线15接入励磁部4的制冷系统壳体的部分由与两台GM制冷机9的一级制冷头连接,并通过励磁部4的制冷系统壳体内部的导冷带16固定。
[0088]结合图5所示的本发明的第四实施例;其中,浮漂支架I设置励磁部4,中轴结构
2设置感应部5,并且,感应部5设置有若干超导线圈6以及相应的制冷系统,励磁部4设置有若干超导块材磁体17以及超导块材磁体17的制冷系统。
[0089]具体的,浮漂支架I设置两个励磁部4,并且两个励磁部4分别设置在浮漂支架I两边内侧的对称位置上,励磁部4设置的若干超导块材磁体17均匀分布在同一个平面内。感应部5设置在中轴结构2的内部,并且关于中轴结构2的轴方向对称设置。浮漂支架I与中轴结构2相对静止时,感应部5和励磁部4相正对。
[0090]感应部5相应的制冷系统包括:GM制冷机9、导冷支架10、低温冷屏11和真空杜瓦12。其中,超导线圈6设置在导冷支架10上,真空杜瓦12和低温冷屏11均制作成壳体结构,超导线圈6和导冷支架10装入低温冷屏11的壳体结构内部,整个低温冷屏11的壳体结构设置在真空杜瓦12的壳体结构内部,可防止壳体的内部受外界的热辐射。GM制冷机9设置在真空杜瓦12的壳体结构的外表面并将其制冷头接入真空杜瓦12的壳体结构的内部,并且GM制冷机的一级制冷头与低温冷屏11连接,其二级制冷头与导冷支架10连接。
[0091]超导块材磁体17的制冷系统包括:导冷板18、液氮罐19和真空杜瓦12。其中,真空杜瓦12构成励磁部4的壳体,液氮罐19的液氮输出口接入壳体内部,导冷板18上均匀地设置有超导块材磁体17,通过液氮罐19通入的液氮而致冷导冷板18和超导块材磁体17。
[0092]在感应部5中,其若干超导线圈6分别均匀设置在导冷支架10,并且超导线圈6之间相互并联连接。
[0093]感应部5运行GM制冷机9,并通过导冷支架10制冷超导线圈6,使超导线圈6达到超导工作温度;并且超导线圈6通过二元制电流引线15接入外部电流,超导线圈6上产生磁场,同时使超导块材磁体17产生感应磁场。
[0094]在超导块材磁体17获得一定的磁场后,励磁部4的超导块材磁体17由液氮致冷,并达到其超导工作温度。当超导块材磁体17达到其超导工作温度时,切断所述超导线圈6上的外部电流,超导块材磁体17工作为超导块材永久磁体。
[0095]当有海浪冲击时,海浪浮漂3通过海浪的抬升作用而带动浮漂支架I相对于中轴结构2运动,进而使浮漂支架I上励磁部4的超导块材磁体17相对于中轴结构2上感应部5的超导线圈6运动。
[0096]由于感应部5的超导线圈6与励磁部4的超导块材磁体17的相对运动,而发生电磁效应,从而完成发电。
[0097]本实施例中的直驱式海浪发电系统,超导线圈6采用低温超导线圈NbTi或低温超导线圈Nb3Sn, GM制冷机9工作在液氦温区。超导块材磁体17采用高温超导块材YBCO,由液氮罐19通入的液氮冷却。
[0098]结合图6所示的本发明的第四实施例的超导块材磁体排列示意图;其中,超导块材磁体17分别为两列设置在导冷板18上,并且每个超导块材磁体17与邻近的超导块材磁体17的极性相反。
[0099]本发明采用直驱式设计,通过海浪作用使两边的海浪浮漂带动浮漂支架相对于中轴结构运动,而使励磁部与感应部相对运动且感应部产生感应电流,由于不需要二级能量转换,可减少了能量损耗。
[0100]在励磁部和感应部中至少一个设置有超导线圈以及相应的冷却系统,省去了定动子铁心,使得超导发电机大大降低了自身的体积和重量,降低了系统整体的成本和复杂性,有效提高系统的可靠性。同时超导线圈作为感应线圈,其产生的感应电势的能力也远大于常规线圈,可大幅提高能量的转换效率。
[0101]本发明中由于励磁部设置在浮漂支架或中轴结构上,感应部设置在中轴结构或浮漂支架上,而且超导线圈之间的制冷系统是相互独立的,避免了整体制冷系统的冗余设计,使得超导线圈的制冷系统结构简单,方便维护,极大地提高了该系统的适用性。
[0102]同时,在本发明中励磁部使用永磁体或者感应部使用铜导线,可节约系统成本,简化系统结构。
[0103]需要注意的是,上述具体实施例是示例性的,本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案,而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应
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