【摘 要】
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在化石能源日益缺乏的今天,可再生能源越来越受到全世界的关注。海洋中蕴藏着可观的能量来源,据估计,世界范围内的潜在海洋能资源为2 TW,从海浪中提取能量的潜力是巨大的。尽管自18世纪晚期以来各国研究人员就一直在讨论海洋能的获取方法,但与其他可再生能源技术相比,这一领域的研究依然相对不够成熟。文章提出一种高效双行程往复偏摆式波浪能发电装置,确立了发电设备的动力学数学模型,并利用该数学模型对发电设备进行
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在化石能源日益缺乏的今天,可再生能源越来越受到全世界的关注。海洋中蕴藏着可观的能量来源,据估计,世界范围内的潜在海洋能资源为2 TW,从海浪中提取能量的潜力是巨大的。尽管自18世纪晚期以来各国研究人员就一直在讨论海洋能的获取方法,但与其他可再生能源技术相比,这一领域的研究依然相对不够成熟。文章提出一种高效双行程往复偏摆式波浪能发电装置,确立了发电设备的动力学数学模型,并利用该数学模型对发电设备进行了仿真优化分析以及仿真对比验证。主要研究内容如下:在查阅国内外多项相关文献的基础上,探讨了波浪能发电设备研究的背景和意义;对波浪能发电设备进行了分类总结;对波浪能发电装置进行了分类和总结;介绍了国内外各种波浪能能源俘获和能源转换技术方法的研究进展及取得的重要成果。介绍了双行程偏摆式波浪能发电设备的若干关键技术问题。介绍了双行程偏摆式波浪能发电装置摄取海洋能的技术方法,与之前的波浪能源俘获及转换方案进行了对比;详细阐述了机械整流器的工作原理;针对使用不同发电机的问题,提出了功率变换器的设计方法和最佳波浪功率输出的控制算法。建立了双行程往复偏摆式波浪能发电装置的动力学数学模型。能源转换器是波浪能发电装置中的核心部件,第一节将能源转换器分为滚珠丝杠副、机械整流器和发电机三个部分,并分别建立各自的动力学模型;第二节利用微幅波理论和莫里森方程求得海洋波浪对双行程往复偏摆式发电装置偏摆的受力,运用作用在偏摆上的力激发第一节所建立的能源转换器的动力学模型。运用软件Matlab/Simulink及ADAMS分别对双行程往复偏摆式发电装置进行系统仿真分析。利用Matlab/Simulink建立第三章所描述的数学模型,并对模型中的参数进行分析优化;利用ADAMS建立单向离合器的物理模型,并对其进行运动学和动力学仿真分析,仿真和数值求解结构表明建立模型的正确性。
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