圆筒浮标式海浪发电机共振系统关键技术研究
发布时间：2021-04-21 19:00
随着社会的发展耗电量不断增加,传统的发电方式不仅造成环境污染,而且难以满足人们日益增长的用电量需求。随着世界对能源的需求不断增长,各国政府和企业相继开始海洋能源的研究。海洋蕴藏着丰富的能量,我国拥有着巨大的海洋能源。本论文展开基于我国海洋能源情况,设计了一种圆筒浮标式海浪发电机,该装置能够与波浪发生共振,最大限度的吸收波浪能,提高装置的转换效率。全文的主要研究内容如下:首先,介绍了我国丰富的海洋资源分布情况,总结了海浪发电装置的种类及各类海浪发电装置工作原理和典型代表装置。分析了国内外海浪发电装置技术的发展状况,并列举了各国典型的海浪发电装置。在此基础上,提出了圆筒浮标式海浪发电机。根据微幅波理论和波浪势函数求出波压强;利用弗汝德—克雷洛夫假定法求解圆柱浮体所受波浪力,得到浮体的运动响应,求解了浮体的垂荡位移响应。然后,利用D-H方法对圆筒浮标式海浪发电机进行了运动学分析。利用拉格朗日方程,建立了装置的动力学方程。并结合ADAMS软件对永磁同步发电机的转轴角速度、角加速度仿真模拟。最后,对弹簧重锤系统进行分析,得到共振系统在周期激扰运动作用下的振动方程,运用泰勒级数展开将其近似为线性振...
【文章来源】：河北工业大学天津市 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 海浪发电装置的分类
1.2.1 振荡水柱式波浪能发电装置
1.2.2 收缩波道式波浪发电装置
1.2.3 振荡式波浪能发电装置
1.3 国内外海浪发电装置研究现状
1.3.1 国外海浪发电装置研究现状
1.3.2 国内海浪发电机的研究现状
1.4 本文主要研究内容
第二章 圆筒浮标式海浪发电装置结构设计
2.1 引言
2.2 圆筒浮标式海浪发电机的装置结构及工作原理
2.2.1 海浪发电装置结构简图
2.2.2 工作原理
2.3 圆筒浮标式海浪发电机的机械结构设计
2.3.1 折展机构的设计
2.3.2 机械传动结构的设计
2.4 永磁同步电机的选择
2.5 本章小结
第三章 浮筒在海浪作用下的受力分析
3.1 引言
3.2 波浪的基本理论
3.2.1 微幅波理论
3.2.2 波浪势函数求解
3.3 弗洛德—克雷洛夫假定法
3.4 圆筒浮标式海浪发电装置在规则波中受力分析
3.4.1 圆柱浮体的受力分析
3.4.2 圆柱浮体的运动响应
3.5 圆柱浮标垂荡位移
3.6 圆柱浮标系统仿真
3.6.1 垂直波浪力的仿真
3.6.2 圆筒浮标的垂荡位移仿真
3.7 本章小结
第四章 海浪发电装置的运动学和动力学分析
4.1 引言
4.2 拉格朗日方程
4.3 折展机构运动学分析
4.3.1 连杆坐标系D-H方法
4.3.2 坐标系的变换
4.4 海浪发电装置动力学分析
4.4.1 折展机构动力学方程
4.5 基于ADAMS软件的折展机构仿真分析
4.5.1 ADAMS简介
4.5.2 ADAMS仿真基本步骤
4.5.3 圆筒浮标式海浪发电机动态仿真
4.6 本章小结
第五章 海浪发电机共振分析
5.1 引言
5.2 共振驱动原理
5.3 弹簧重锤共振分析
5.3.1 共振系统自由振动微分方程
5.3.2 共振系统在浮筒位移激励下的振动方程
5.3.3 共振系统稳态解
5.4 海浪发电装置共振系统参数确定及仿真
5.4.1 弹簧弹性系数确定
5.4.2 阻尼系数确定
5.4.3 共振系统仿真分析
5.5 本章小结
第六章 结论
6.1 全文总结
6.2 研究展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]波浪能发电装置的发展与展望[J]. 姚琦,王世明,胡海鹏. 海洋开发与管理. 2016(01)
[2]波浪发电装置浮筒的动力特性及参数研究[J]. 程阳,李英,陈柏全. 海洋技术学报. 2015(01)
[3]国外波浪能开发利用技术进展[J]. 李永国,汪振,王世明,吕超. 工程研究-跨学科视野中的工程. 2014(04)
[4]随机海浪下的波浪发电装置浮体横摇运动仿真[J]. 王小东,周宇英,刘丽. 系统仿真学报. 2014(10)
[5]漂浮式微型波力发电装置传动系统的速度分析与调节[J]. 郭显成,苏毅,王虹淋. 后勤工程学院学报. 2014(05)
[6]双浮体波浪能转换装置中重心布置对波浪能吸收影响分析[J]. 王晓明,尚建忠,张志雄. 国防科技大学学报. 2013(04)
[7]一种新型海浪发电装置的设计与分析[J]. 王志波,马春翔,郑茂琦,黄讯,高峰. 机械设计与研究. 2013(02)
[8]海洋波浪能国际专利分析[J]. 秦洪花,谭思明,赵霞,张卓群,朱延雄,孙琴. 图书情报研究. 2012(04)
[9]基于波浪能的海洋浮标发电系统[J]. 宋保维,丁文俊,毛昭勇. 机械工程学报. 2012(12)
[10]海洋波浪能发电研究进展[J]. 韩冰峰,褚金奎,熊叶胜,姚斐. 电网与清洁能源. 2012(02)
博士论文
[1]碟型越浪式波能发电装置的系统设计及优化研究[D]. 刘娅君.中国海洋大学 2011
硕士论文
[1]多点阵列式波浪能液压发电系统的匹配设计与模拟仿真[D]. 王凤银.集美大学 2015
[2]可展开平面天线机构展开过程分析与试验研究[D]. 李红信.哈尔滨工业大学 2014
[3]浮子式永磁同步波浪发电系统分析与控制[D]. 程佳佳.天津大学 2014
[4]浮子式波浪发电最大波能捕获研究[D]. 王辉.天津大学 2014
[5]漂浮式海浪发电装置的结构动力分析及控制研究[D]. 孙兴旺.山东大学 2013
[6]新型海浪发电装置的设计与研究[D]. 王志波.上海交通大学 2013
[7]浮子式波浪能转换装置机理的频域及时域研究[D]. 程正顺.上海交通大学 2013
[8]永磁同步发电机的设计与制造[D]. 王艳芳.西南交通大学 2012
[9]一种波浪发电装置的非线性动力学分析[D]. 向志坚.哈尔滨工业大学 2012
[10]振荡浮子式波浪发电装置最佳功率控制研究[D]. 高辉.华南理工大学 2012
本文编号：3152308
【文章来源】：河北工业大学天津市 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 海浪发电装置的分类
1.2.1 振荡水柱式波浪能发电装置
1.2.2 收缩波道式波浪发电装置
1.2.3 振荡式波浪能发电装置
1.3 国内外海浪发电装置研究现状
1.3.1 国外海浪发电装置研究现状
1.3.2 国内海浪发电机的研究现状
1.4 本文主要研究内容
第二章 圆筒浮标式海浪发电装置结构设计
2.1 引言
2.2 圆筒浮标式海浪发电机的装置结构及工作原理
2.2.1 海浪发电装置结构简图
2.2.2 工作原理
2.3 圆筒浮标式海浪发电机的机械结构设计
2.3.1 折展机构的设计
2.3.2 机械传动结构的设计
2.4 永磁同步电机的选择
2.5 本章小结
第三章 浮筒在海浪作用下的受力分析
3.1 引言
3.2 波浪的基本理论
3.2.1 微幅波理论
3.2.2 波浪势函数求解
3.3 弗洛德—克雷洛夫假定法
3.4 圆筒浮标式海浪发电装置在规则波中受力分析
3.4.1 圆柱浮体的受力分析
3.4.2 圆柱浮体的运动响应
3.5 圆柱浮标垂荡位移
3.6 圆柱浮标系统仿真
3.6.1 垂直波浪力的仿真
3.6.2 圆筒浮标的垂荡位移仿真
3.7 本章小结
第四章 海浪发电装置的运动学和动力学分析
4.1 引言
4.2 拉格朗日方程
4.3 折展机构运动学分析
4.3.1 连杆坐标系D-H方法
4.3.2 坐标系的变换
4.4 海浪发电装置动力学分析
4.4.1 折展机构动力学方程
4.5 基于ADAMS软件的折展机构仿真分析
4.5.1 ADAMS简介
4.5.2 ADAMS仿真基本步骤
4.5.3 圆筒浮标式海浪发电机动态仿真
4.6 本章小结
第五章 海浪发电机共振分析
5.1 引言
5.2 共振驱动原理
5.3 弹簧重锤共振分析
5.3.1 共振系统自由振动微分方程
5.3.2 共振系统在浮筒位移激励下的振动方程
5.3.3 共振系统稳态解
5.4 海浪发电装置共振系统参数确定及仿真
5.4.1 弹簧弹性系数确定
5.4.2 阻尼系数确定
5.4.3 共振系统仿真分析
5.5 本章小结
第六章 结论
6.1 全文总结
6.2 研究展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]波浪能发电装置的发展与展望[J]. 姚琦,王世明,胡海鹏. 海洋开发与管理. 2016(01)
[2]波浪发电装置浮筒的动力特性及参数研究[J]. 程阳,李英,陈柏全. 海洋技术学报. 2015(01)
[3]国外波浪能开发利用技术进展[J]. 李永国,汪振,王世明,吕超. 工程研究-跨学科视野中的工程. 2014(04)
[4]随机海浪下的波浪发电装置浮体横摇运动仿真[J]. 王小东,周宇英,刘丽. 系统仿真学报. 2014(10)
[5]漂浮式微型波力发电装置传动系统的速度分析与调节[J]. 郭显成,苏毅,王虹淋. 后勤工程学院学报. 2014(05)
[6]双浮体波浪能转换装置中重心布置对波浪能吸收影响分析[J]. 王晓明,尚建忠,张志雄. 国防科技大学学报. 2013(04)
[7]一种新型海浪发电装置的设计与分析[J]. 王志波,马春翔,郑茂琦,黄讯,高峰. 机械设计与研究. 2013(02)
[8]海洋波浪能国际专利分析[J]. 秦洪花,谭思明,赵霞,张卓群,朱延雄,孙琴. 图书情报研究. 2012(04)
[9]基于波浪能的海洋浮标发电系统[J]. 宋保维,丁文俊,毛昭勇. 机械工程学报. 2012(12)
[10]海洋波浪能发电研究进展[J]. 韩冰峰,褚金奎,熊叶胜,姚斐. 电网与清洁能源. 2012(02)
博士论文
[1]碟型越浪式波能发电装置的系统设计及优化研究[D]. 刘娅君.中国海洋大学 2011
硕士论文
[1]多点阵列式波浪能液压发电系统的匹配设计与模拟仿真[D]. 王凤银.集美大学 2015
[2]可展开平面天线机构展开过程分析与试验研究[D]. 李红信.哈尔滨工业大学 2014
[3]浮子式永磁同步波浪发电系统分析与控制[D]. 程佳佳.天津大学 2014
[4]浮子式波浪发电最大波能捕获研究[D]. 王辉.天津大学 2014
[5]漂浮式海浪发电装置的结构动力分析及控制研究[D]. 孙兴旺.山东大学 2013
[6]新型海浪发电装置的设计与研究[D]. 王志波.上海交通大学 2013
[7]浮子式波浪能转换装置机理的频域及时域研究[D]. 程正顺.上海交通大学 2013
[8]永磁同步发电机的设计与制造[D]. 王艳芳.西南交通大学 2012
[9]一种波浪发电装置的非线性动力学分析[D]. 向志坚.哈尔滨工业大学 2012
[10]振荡浮子式波浪发电装置最佳功率控制研究[D]. 高辉.华南理工大学 2012
本文编号：3152308
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/xnylw/3152308.html
