螺旋型多相容錯(cuò)結(jié)構(gòu)洋流發(fā)電機(jī)組本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枺?01410169377.X、申請(qǐng)日：2014.4.24、名稱“螺旋型永磁軸承容錯(cuò)結(jié)構(gòu)洋流發(fā)電機(jī)組”的分案申請(qǐng)。技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種螺旋型永磁軸承容錯(cuò)結(jié)構(gòu)洋流發(fā)電機(jī)組。

背景技術(shù)：
洋流能是指流動(dòng)的海水所具有的動(dòng)能，其與流速的平方和流量成正比，具有能量密度大、可預(yù)測(cè)性強(qiáng)、載荷(流向)穩(wěn)定和儲(chǔ)量豐富等優(yōu)點(diǎn)。全世界洋流能的理論估算值約為108kW量級(jí)，而中國(guó)沿海洋流能的年均功率理論值約為1.4×107kW，屬于世界上功率密度最大的地區(qū)之一，具有良好的開發(fā)價(jià)值。已有多位學(xué)者就洋流發(fā)電提出一些新的方法，如何玉林等人在專利CN201010286167.0中提出的“海上風(fēng)力及洋流發(fā)電系統(tǒng)”，李勇強(qiáng)等人在專利CN201310083144.3中提出的“集聚風(fēng)發(fā)電和洋流發(fā)電于一體的發(fā)電系統(tǒng)”，葉凡在專利CN201210075937.6中提出的“一種全密封緊湊型漂浮式洋流發(fā)電系統(tǒng)”，以及楊科等人在專利CN201210564751.7中提出的“一種深海能源綜合利用系統(tǒng)”等，這些方法均對(duì)洋流發(fā)電系統(tǒng)提出了新的結(jié)構(gòu)或新的裝置，以使洋流利用率達(dá)到更高、更好的效果。洋流的流速較低，因此，洋流發(fā)電機(jī)組渦輪機(jī)的額定啟動(dòng)流速需要設(shè)計(jì)得較低。此外，較小的傳動(dòng)主軸機(jī)械磨損損耗、較強(qiáng)的發(fā)電機(jī)電氣可靠性、較高的整機(jī)機(jī)組模塊化程度、較簡(jiǎn)單牢固的機(jī)械結(jié)構(gòu)等，均是洋流發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)中需要考慮達(dá)到的性能指標(biāo)。戈?duì)柭宸蚵菪痛怪陛S渦輪機(jī)最早由波士頓東北大學(xué)的亞歷山大.M.戈?duì)柭宸蚪淌谟?995年提出，其螺旋式結(jié)構(gòu)可使葉片曲線在軸向上的幾何分布和載荷分布聯(lián)系均勻，每個(gè)葉片的升力和阻力的力量之和不隨旋轉(zhuǎn)角度而突然改變，所以葉片結(jié)構(gòu)和材料的峰值壓力小，額定啟動(dòng)速度低、自啟動(dòng)能力強(qiáng)，運(yùn)行振動(dòng)和噪聲小。目前該渦輪機(jī)主要應(yīng)用于垂直軸風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，但從工作原理上，將其應(yīng)用于低流速的洋流流體發(fā)電中也具有一致的良好特性。全永磁懸浮軸承具有無(wú)機(jī)械摩擦、無(wú)接觸磨損、無(wú)需潤(rùn)滑等優(yōu)點(diǎn)，較電磁懸浮軸承結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性更好，可以有效降低旋轉(zhuǎn)主軸的粘滯阻力、消除機(jī)械磨損損耗、提高傳動(dòng)機(jī)械效率。而對(duì)于流速低、流向穩(wěn)定、流量變化平緩、載荷較為穩(wěn)定的洋流發(fā)電應(yīng)用環(huán)境，全永磁懸浮軸承部件可以通過(guò)較為簡(jiǎn)化的電磁參數(shù)設(shè)計(jì)即達(dá)到較好的支撐效果。低速永磁直驅(qū)多相容錯(cuò)發(fā)電機(jī)，各相發(fā)電相繞組獨(dú)立控制，較傳統(tǒng)的三相發(fā)電機(jī)，其相繞組的短/斷路故障抑制能力強(qiáng)，通過(guò)在線切除故障相繞組，可實(shí)現(xiàn)不對(duì)稱情況下的缺相連續(xù)運(yùn)行，并有著高功率密度、強(qiáng)電氣可靠性、高模塊化特點(diǎn)和良好的轉(zhuǎn)矩平滑特性。為此，將其應(yīng)用于洋流發(fā)電領(lǐng)域可以提高整機(jī)電氣帶故障運(yùn)行能力，降低發(fā)電設(shè)備整機(jī)失效的幾率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)合理，傳動(dòng)效率高、帶故障運(yùn)行能力強(qiáng)的螺旋型永磁軸承容錯(cuò)結(jié)構(gòu)洋流發(fā)電機(jī)組。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種螺旋型永磁軸承容錯(cuò)結(jié)構(gòu)洋流發(fā)電機(jī)組，其特征是：包括戈?duì)柭宸蚵菪痛怪陛S渦輪機(jī)、低速永磁直驅(qū)多相容錯(cuò)發(fā)電機(jī)、全永磁懸浮軸承、密封軸承、聯(lián)軸器、剎車副、功能部件艙和樁基；所述戈?duì)柭宸蚵菪痛怪陛S渦輪機(jī)的主軸依次通過(guò)聯(lián)軸器、密封軸承、全永磁懸浮軸承與低速永磁直驅(qū)多相容錯(cuò)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸相連；低速永磁直驅(qū)多相容錯(cuò)發(fā)電機(jī)、全永磁懸浮軸承和剎車副安裝于功能部件艙內(nèi)，密封軸承安裝于功能部件艙的轉(zhuǎn)軸出口處；樁基與功能部件艙相連；所述戈?duì)柭宸蚵菪痛怪陛S渦輪機(jī)、低速永磁直驅(qū)多相容錯(cuò)發(fā)電機(jī)、全永磁懸浮軸承和樁基的數(shù)量比為k:(k+1):2(k+1):(k+1)；所述(k+1)個(gè)低速永磁直驅(qū)多相容錯(cuò)發(fā)電機(jī)之間的安裝“錯(cuò)相”角度為2π/(mk)，式中m為發(fā)電機(jī)相數(shù)。所述全永磁懸浮軸承采用被動(dòng)型斥力懸浮結(jié)構(gòu)，包括外固定套筒、內(nèi)旋轉(zhuǎn)套筒，在外固定套筒內(nèi)側(cè)設(shè)置外固定隔磁環(huán)，在內(nèi)旋轉(zhuǎn)套筒外周設(shè)置內(nèi)旋轉(zhuǎn)隔磁環(huán)，在外固定隔磁環(huán)、內(nèi)旋轉(zhuǎn)隔磁環(huán)之間設(shè)置外固定永磁環(huán)、內(nèi)旋轉(zhuǎn)永磁環(huán)，在外固定永磁環(huán)、內(nèi)旋轉(zhuǎn)永磁環(huán)之間設(shè)置徑向懸浮氣隙，內(nèi)旋轉(zhuǎn)套筒內(nèi)設(shè)置內(nèi)轉(zhuǎn)軸...