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多浮筒直驱式海波发电装置设计及参数优化

发布时间:2017-12-27 17:30

  本文关键词:多浮筒直驱式海波发电装置设计及参数优化 出处:《南京航空航天大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文


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【摘要】:经济与社会的发展对能源的需求日益增加,而传统能源又存在资源短缺、开采困难和环境污染等问题,这些因素促使人们不断探索开发可再生新能源。波浪能作为一种取之不尽的清洁能源,许多国内外研究机构和新能源企业投入了大量精力进行开发。当前研究较多的波浪能采集技术采用多级能量转换的方式,中间能量转换环节导致换能效率损失较大。鉴于上述问题,本文设计了一种基于直线发电机换能结构的海浪发电装置。本文基于微幅波理论,建立了典型海域的波浪模型,设计了多浮体海浪发电装置的总体结构,对受波体结构进行了动力学建模;通过优化,得到了典型波浪作用下多浮体系统的最优阻尼;通过COMSOL软件对发电机的轴向充磁、径向充磁、Halbach充磁三种充磁方式进行了电磁学仿真,通过分析比较,确定了轴向充磁方式;对换能结构在轴向充磁下的磁路进行了理论分析和参数优化;通过MATLAB数值分析,获得了该换能结构在典型波浪作用下的电能输出特性,设计了buck-boost阻抗自适应匹配电路做为电能后处理电路;最后,制作了电磁换能结构的缩比模型,并对其性能进行了测试。多浮筒海浪发电装置电磁换能结构的测试数据表明,该换能结构能够在较小的速度激励下产生较大的感应电动势。通过试验还得到了不同激励和不同负载下的感应电动势和输出功率。
[Abstract]:The demand for energy is increasing due to the development of economy and society. However, traditional energy sources also have such problems as resource shortage, mining difficulties and environmental pollution. These factors urge people to continuously explore new renewable energy sources. As an inexhaustible clean energy, a lot of domestic and foreign research institutions and new energy enterprises have invested a lot of energy to develop. At present, multistage energy conversion is adopted in the wave energy acquisition technology, and the energy conversion efficiency is greatly reduced by intermediate energy conversion. In view of the above problems, a wave generation device based on the energy transfer structure of the linear generator is designed in this paper. In this paper, based on small amplitude wave theory, the wave model is established in typical areas, the design of the structure of the multi body floating wave power device, the wave body structure of dynamic modeling; through the optimization, the optimal damping of multi body floating system under waves obtained by COMSOL software; the axial magnetization of the generator, the radial Halbach, magnetization magnetization of three magnetizing way of electromagnetic simulation, through analysis and comparison, determine the axial magnetization; on the magnetic structure in the axial magnetization of the theoretical analysis and parameter optimization; through MATLAB numerical analysis, obtained the change in typical structure under the action of wave power output characteristics, design buck-boost impedance matching circuit for adaptive postprocessing circuit of power; finally, an electromagnetic transducer structure model, and tested its performance. The test data of the electromagnetic energy transfer structure of a multi buoy wave power generation device shows that the energy transfer structure can produce a larger induction electromotive force at a smaller speed. The induction electromotive force and output power under different excitation and different loads are also obtained through the experiment.
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:P743.2

【参考文献】

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本文编号:1342534

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