用于儀器供電的小型海流能發(fā)電技術(shù)研究

【摘要】：當(dāng)前,能源危機(jī)和傳統(tǒng)能源使用過程中的環(huán)境污染問題正引起越來越多人的關(guān)注。開發(fā)利用可再生能源是解決以上問題的一個重要途徑。由于海流能具有儲量豐富、能量密度高的優(yōu)點(diǎn),海流能發(fā)電技術(shù)正成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。前期實(shí)驗(yàn)室內(nèi)探索研究對于海流能發(fā)電技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用上做了很多探索。本文基于前期研究的基礎(chǔ)上,探索了直驅(qū)海流能發(fā)電技術(shù),在低流速的海洋環(huán)境下實(shí)現(xiàn)機(jī)組的啟動和正常工作。本文結(jié)合海洋儀器用電特點(diǎn)和需求,開發(fā)了一整套低流速下工作的海流能直驅(qū)發(fā)電系統(tǒng),研發(fā)了一整套能量管理系統(tǒng),對蓄電池組和工作儀器用電管理和充電方法進(jìn)行了研究,進(jìn)行了樣機(jī)的研制和試驗(yàn),形成一整套解決方案。第一章歸納總結(jié)了國內(nèi)外海流能發(fā)電裝備的研究進(jìn)展,并重點(diǎn)介紹了用于儀器供電的新能源裝備現(xiàn)狀,基于此提出了本文的研究內(nèi)容和研究意義。第二章在介紹海流能發(fā)電裝置總體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,提出了完備的海流能裝置機(jī)械系統(tǒng)部分的設(shè)計(jì)方法和研究思路。重點(diǎn)描述了該發(fā)電裝置核心機(jī)械部件的設(shè)計(jì)過程與方法,完成了葉輪捕獲機(jī)構(gòu),功率傳動系統(tǒng),密封裝置系統(tǒng)等關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)。第三章研究了用于儀器供電的能量管理系統(tǒng)。設(shè)計(jì)了管理系統(tǒng)的硬件系統(tǒng),提出了開關(guān)電源的主拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),完成信號采集,信號處理,數(shù)據(jù)傳輸,故障檢測,主動控制和能量管理等功能,實(shí)現(xiàn)了電能在用電儀器和鋰電池組間的有效配置。第四章介紹了海流能發(fā)電機(jī)組的驗(yàn)證方法和試驗(yàn)結(jié)果。系統(tǒng)地完成了機(jī)組和控制系統(tǒng)的廠內(nèi)測試,海上試驗(yàn)。對數(shù)據(jù)進(jìn)行了整理和分析,試驗(yàn)的數(shù)據(jù)和圖表顯示,該裝置能夠很好的工作,具備做實(shí)際應(yīng)用推廣的前提條件。第五章對本文所做的工作進(jìn)行了總結(jié),并提出了課題后續(xù)的研究方向和進(jìn)一步的工作展望。 【關(guān)鍵詞】：能量管理 海流能發(fā)電 儀器供電 開關(guān)電源
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM612
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 課題背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 國內(nèi)海流能發(fā)電研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 國內(nèi)海流能發(fā)電研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 課題研究內(nèi)容和系統(tǒng)要求14-18
• 1.3.1 海流能機(jī)組整體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)14-15
• 1.3.2 海流能機(jī)組能量捕獲機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)15-16
• 1.3.3 海流能機(jī)組傳動方案研究16
• 1.3.4 海流能機(jī)組能量管理系統(tǒng)研究16-17
• 1.3.5 海流能機(jī)組陸上和水下試驗(yàn)驗(yàn)證方法研究17-18
• 2 海流能發(fā)電裝備機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)18-53
• 2.1 葉輪設(shè)計(jì)與加工18-30
• 2.1.1 葉輪基本參數(shù)設(shè)計(jì)18-19
• 2.1.2 翼型選擇19-21
• 2.1.3 葉片水動外形設(shè)計(jì)21-27
• 2.1.4 葉輪的材料與加工27-30
• 2.2 傳動系統(tǒng)方案30-35
• 2.2.1 傳動方案設(shè)計(jì)30-31
• 2.2.2 主軸強(qiáng)度計(jì)算31-35
• 2.3 整機(jī)部分關(guān)鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)35-53
• 2.3.1 密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)35-36
• 2.3.2 軸承載荷計(jì)算與選型36-46
• 2.3.3 輪轂載荷計(jì)算與設(shè)計(jì)46-49
• 2.3.4 法蘭機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)49-50
• 2.3.5 對流機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)50-53
• 3 海流能儀器供電控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)53-79
• 3.1 電控系統(tǒng)概述53-59
• 3.2 控制系統(tǒng)硬件選擇策略59-62
• 3.2.1 功率開關(guān)半導(dǎo)體器件59-60
• 3.2.2 濾波電容器選取60-62
• 3.2.3 整流二極管的選取62
• 3.3 管理系統(tǒng)重點(diǎn)拓?fù)渚唧w設(shè)計(jì)62-77
• 3.3.1 Sepic電路設(shè)計(jì)62-68
• 3.3.2 卸荷負(fù)載電路設(shè)計(jì)68
• 3.3.3 控制系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)68-76
• 3.3.4 檢測電路設(shè)計(jì)76-77
• 3.4 能量管理系統(tǒng)噪聲及抑制77-79
• 4 整機(jī)測試與試驗(yàn)79-94
• 4.1 機(jī)組廠房試驗(yàn)79-86
• 4.1.1 機(jī)組氣密性試驗(yàn)79-80
• 4.1.2 葉片受載試驗(yàn)80-81
• 4.1.3 發(fā)電機(jī)測試81-83
• 4.1.4 廠內(nèi)拖動測試83-86
• 4.2 海上試驗(yàn)86-92
• 4.2.1 海上試驗(yàn)條件86-88
• 4.2.2 海上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)88-92
• 4.3 試驗(yàn)分析及總結(jié)92-94
• 5 總結(jié)與展望94-96
• 5.1 工作總結(jié)94
• 5.2 進(jìn)一步工作展望94-96
• 參考文獻(xiàn)96-99

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