多點(diǎn)陣列式波浪能液壓發(fā)電系統(tǒng)的匹配設(shè)計(jì)與模擬仿真

【摘要】：近年來(lái),能源危機(jī)和環(huán)境污染引起了人們對(duì)新能源越來(lái)越多的關(guān)注,更加緊了人們探索利用新能源的腳步。海洋覆蓋著全球71%的面積,海洋波浪能做為清潔、無(wú)污染、可再生的新能源,其能源密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于風(fēng)能、太陽(yáng)能,波浪能的開(kāi)發(fā)利用不僅可以緩解環(huán)境污染還可以解決能源危機(jī),所以對(duì)海洋波浪能發(fā)電裝置的開(kāi)發(fā)利用是很有前景的。本文在國(guó)家自然科學(xué)基金:“多點(diǎn)陣列式波浪能液壓發(fā)電系統(tǒng)機(jī)理與控制策略研究”(項(xiàng)目編號(hào):51209104)的支持下針對(duì)振蕩浮子式波浪能發(fā)電裝置進(jìn)行了研究。詳細(xì)闡述了波浪能發(fā)電裝置近幾年的發(fā)展現(xiàn)狀并對(duì)波浪能發(fā)電裝置的分類(lèi)和各類(lèi)別波浪能發(fā)電裝置的工作原理進(jìn)行了介紹,設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了多點(diǎn)陣列式波浪能發(fā)電裝置。首先明確設(shè)計(jì)此波浪能發(fā)電裝置的目的是設(shè)計(jì)一套在既定波況下發(fā)電量不少于10Kw的波浪能發(fā)電裝置,并主要研究其液壓傳動(dòng)方式,使所設(shè)計(jì)的波浪能發(fā)電裝置可以持續(xù)穩(wěn)定發(fā)電。基于對(duì)設(shè)計(jì)的要求,先對(duì)波浪能發(fā)電裝置的波浪能采集裝置部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)和說(shuō)明,之后著重設(shè)計(jì)與此采集裝置相匹配的液壓傳動(dòng)系統(tǒng),經(jīng)過(guò)分析得出,所設(shè)計(jì)的液壓轉(zhuǎn)化傳遞系統(tǒng)通過(guò)蓄能器和調(diào)速閥的合理安裝達(dá)到了大大改善波浪能發(fā)電不穩(wěn)定的問(wèn)題。其次對(duì)波浪能采集裝置的浮子和液壓轉(zhuǎn)化傳遞系統(tǒng)的各主要元件進(jìn)行參數(shù)計(jì)算和合理選型,浮子的參數(shù)主要包括浮子的形狀、尺寸和材料,液壓元件的參數(shù)計(jì)算主要包括對(duì)發(fā)電機(jī)、液壓馬達(dá)、蓄能器、液壓缸、單向閥、溢流閥以及液壓管道的參數(shù)計(jì)算和選型。然后,利用AMESim軟件對(duì)液壓轉(zhuǎn)化傳遞系統(tǒng)進(jìn)行模擬仿真。搭建了液壓轉(zhuǎn)化傳遞系統(tǒng)模擬仿真草圖,進(jìn)行了多點(diǎn)陣列式波浪能發(fā)電系統(tǒng)的仿真運(yùn)算。仿真完成后,得出液壓轉(zhuǎn)化傳遞系統(tǒng)中液壓缸、液壓馬達(dá)和負(fù)載的動(dòng)態(tài)特性曲線(xiàn)圖,并對(duì)所得結(jié)果做優(yōu)化分析。最后,在經(jīng)過(guò)對(duì)液壓轉(zhuǎn)化傳遞系統(tǒng)的分析優(yōu)化之后,開(kāi)發(fā)完成了液壓轉(zhuǎn)化傳遞系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),將其投入運(yùn)行,觀察其運(yùn)行狀況。 【關(guān)鍵詞】：陣列式 波浪能發(fā)電 液壓系統(tǒng) AMESim模擬仿真 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
【學(xué)位授予單位】：集美大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TM612
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 波浪能發(fā)電裝置的研究背景及意義10-11
• 1.1.1 波浪能發(fā)電裝置的研究背景10
• 1.1.2 波浪能發(fā)電裝置的研究意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-20
• 1.2.1 波浪能發(fā)電裝置基本原理11
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)外收集裝置的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.3 波浪能液壓傳遞裝置的研究現(xiàn)狀13-20
• 1.3 研究?jī)?nèi)容20-21
• 第2章 液壓傳遞系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與工作原理21-25
• 2.1 多點(diǎn)陣列式波浪能發(fā)電系統(tǒng)采能裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)21-22
• 2.2 波浪能液壓轉(zhuǎn)化傳遞系統(tǒng)設(shè)計(jì)22-23
• 2.3 波浪能液壓轉(zhuǎn)換傳遞系統(tǒng)的工作原理23-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第3章 液壓傳遞系統(tǒng)的匹配計(jì)算與選型25-37
• 3.1 設(shè)計(jì)波況25
• 3.2 浮子的選型25-30
• 3.2.1 振蕩浮子系統(tǒng)輸出功率的數(shù)學(xué)模型25-29
• 3.2.2 系統(tǒng)輸出功率的計(jì)算29-30
• 3.3 液壓元件的選型計(jì)算30-36
• 3.3.1 發(fā)電機(jī)選型30-31
• 3.3.2 液壓馬達(dá)選型31-32
• 3.3.3 蓄能器選型32-33
• 3.3.4 液壓缸選型33-35
• 3.3.5 液壓管道選型35-36
• 3.3.6 單向閥及溢流閥選型36
• 3.4 本章小結(jié)36-37
• 第4章 液壓轉(zhuǎn)化傳遞裝置的模擬仿真分析37-58
• 4.1 液壓轉(zhuǎn)化傳遞系統(tǒng)仿真建模37-39
• 4.1.1 液壓轉(zhuǎn)化傳遞系統(tǒng)仿真草圖搭建37-39
• 4.2 元件子模型的選擇39-43
• 4.2.1 液壓缸子模型的選擇40
• 4.2.2 速度與位移信號(hào)轉(zhuǎn)換子模型40-41
• 4.2.3 輸入信號(hào)子模型41
• 4.2.4 調(diào)速閥子模型41
• 4.2.5 液壓馬達(dá)子模型41-42
• 4.2.6 發(fā)電機(jī)子模型42
• 4.2.7 蓄能器子模型42
• 4.2.8 單向閥與溢流閥子模型42
• 4.2.9 管道子模型選擇42-43
• 4.3 各仿真元件參數(shù)設(shè)置43
• 4.4 液壓轉(zhuǎn)化傳遞系統(tǒng)的仿真與分析43-57
• 4.4.1 浮子個(gè)數(shù)對(duì)液壓轉(zhuǎn)化傳遞系統(tǒng)輸出的影響分析43-48
• 4.4.2 浮子吸能相位差對(duì)液壓轉(zhuǎn)化傳遞系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響分析48-52
• 4.4.4 蓄能器及調(diào)速閥對(duì)整個(gè)液壓轉(zhuǎn)化傳遞系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響52-57
• 4.5 本章小結(jié)57-58
• 第5章 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建與分析58-65
• 5.1 實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)58-59
• 5.2 實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)備參數(shù)選型59-60
• 5.3 物理試驗(yàn)臺(tái)樣機(jī)搭建60-62
• 5.4 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的功能62
• 5.5 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的操作62-63
• 5.6 實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析63-64
• 5.6.1 模型試驗(yàn)對(duì)比組的設(shè)定63
• 5.6.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析63-64
• 5.7 本章小結(jié)64-65
• 第6章 總結(jié)與展望65-67
• 6.1 總結(jié)65-66
• 6.2 展望66-67
• 致謝67-68
• 參考文獻(xiàn)68-71
• 在學(xué)期間學(xué)術(shù)成果71

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