隨著地球生態(tài)環(huán)境的日益破壞和化石燃料能源的逐漸枯竭,人們迫切需要尋找新能源來支持人類社會(huì)的運(yùn)行。占地球面積70%的廣闊海洋吸引了大批相關(guān)研究人員的目光。其中,潮流能因其能量密度大、可預(yù)測性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)成為世界各國重點(diǎn)開發(fā)和利用的對象,但目前大量低速潮流能量還未得到很好地利用。水輪機(jī)作為潮流能發(fā)電系統(tǒng)的獲能裝置,在吸收流體后帶動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),最終將潮流中的能量轉(zhuǎn)換為電能。為了進(jìn)一步減小系統(tǒng)的機(jī)械損失,提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率,在設(shè)計(jì)潮流能發(fā)電系統(tǒng)時(shí)可放棄安裝傳統(tǒng)的齒輪箱結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)為直接驅(qū)動(dòng)的方式。但是這種方式也存在一定的缺陷:能量捕捉裝置接收到的潮流能量上下浮動(dòng)明顯,水輪機(jī)機(jī)械輸出能量也有較大的變化范圍。因此,這對應(yīng)用于潮流能發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)提出了特殊的要求。針對直驅(qū)式潮流能發(fā)電系統(tǒng)的特殊要求,結(jié)合日照市黃海中心漁港附近海域的潮流情況（平均流速0.7～0.9m/s,最大流速1.3m/s左右）,本文選擇永磁同步發(fā)電機(jī)作為設(shè)計(jì)對象,要求電機(jī)可以高效率地運(yùn)行在低速工況下,額定轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)為100r/min。發(fā)電機(jī)組初步實(shí)現(xiàn)1kW以上的發(fā)電量,作為漁船遠(yuǎn)洋作業(yè)時(shí)的補(bǔ)充發(fā)電方式。本文首先介紹了潮流能發(fā)電系統(tǒng)的基本組... 

【文章來源】：曲阜師范大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題的研究背景及意義
    1.2 我國潮流能發(fā)電研究現(xiàn)狀與應(yīng)用前景
        1.2.1 我國潮流發(fā)電研究現(xiàn)狀
        1.2.2 課題的應(yīng)用前景
    1.3 低速運(yùn)行的永磁發(fā)電機(jī)研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要內(nèi)容
第二章 潮流能發(fā)電系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)
    2.1 潮流能發(fā)電系統(tǒng)的組成
    2.2 能量捕獲裝置的設(shè)計(jì)
        2.2.1 水輪機(jī)捕獲能量的相關(guān)理論
        2.2.2 葉片參數(shù)的選取
    2.3 透平的結(jié)構(gòu)方案
        2.3.1 透平形式的確定
        2.3.2 傳動(dòng)方式的設(shè)計(jì)
        2.3.3 發(fā)電機(jī)的選取
第三章 永磁同步發(fā)電機(jī)的參數(shù)設(shè)計(jì)及有限元分析
    3.1 永磁同步發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)要求
    3.2 永磁同步發(fā)電機(jī)參數(shù)設(shè)計(jì)
        3.2.1 定子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.2.2 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.2.3 發(fā)電機(jī)初步的結(jié)構(gòu)參數(shù)
    3.3 永磁同步發(fā)電機(jī)的模型建立
        3.3.1 電磁場計(jì)算原理
        3.3.2 有限元分析軟件ANSYS
        3.3.3 發(fā)電機(jī)的有限元仿真
第四章 永磁同步發(fā)電機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)以及動(dòng)態(tài)仿真
    4.1 永磁同步發(fā)電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)
        4.1.1 永磁體的優(yōu)化設(shè)計(jì)
        4.1.2 轉(zhuǎn)子鐵芯的優(yōu)化設(shè)計(jì)
        4.1.3 發(fā)電機(jī)優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)參數(shù)
    4.2 永磁同步發(fā)電機(jī)的電氣參數(shù)計(jì)算
        4.2.1 發(fā)電機(jī)繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢的求解
        4.2.2 發(fā)電機(jī)繞組電阻、電感的求解
        4.2.3 發(fā)電機(jī)額定電壓的確定
        4.2.4 發(fā)電機(jī)功率、損耗以及效率的求解
    4.3 永磁同步發(fā)電機(jī)的動(dòng)態(tài)仿真
        4.3.1 永磁同步發(fā)電機(jī)的電壓方程
        4.3.2 永磁同步發(fā)電機(jī)的動(dòng)態(tài)仿真結(jié)果
第五章 能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真分析
    5.1 能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案
    5.2 轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中功率變換器的設(shè)計(jì)與仿真
        5.2.1 整流模塊的設(shè)計(jì)
        5.2.2 濾波器的設(shè)計(jì)
        5.2.3 斬波電路的設(shè)計(jì)
        5.2.4 逆變電路的設(shè)計(jì)
    5.3 仿真結(jié)果與分析
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]水平軸潮流能水輪機(jī)陣列對區(qū)域潮流場影響研究[J]. 袁鵬,劉小棟,司先才,王樹杰,譚俊哲,鄭志爽.  中國海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(07)
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博士論文
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碩士論文
[1]水平軸潮流能發(fā)電機(jī)葉片的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 歐賢坤.東北師范大學(xué) 2015
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[3]豎軸式潮流能發(fā)電控制研究[D]. 劉延力.大連理工大學(xué) 2013
[4]低速永磁同步發(fā)電機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)及特性分析[D]. 張邵波.合肥工業(yè)大學(xué) 2012
[5]基于ANSYS的永磁同步發(fā)電機(jī)的電磁場分析與研究[D]. 劉方.東北大學(xué) 2011
[6]基于GPRS的環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 李文根.西南交通大學(xué) 2009
[7]我國實(shí)施清潔發(fā)展機(jī)制法律問題研究[D]. 張媛.湖南師范大學(xué) 2006
[8]一種新型變攻角直葉水輪機(jī)水動(dòng)力性能優(yōu)化研究[D]. 汪魯兵.哈爾濱工程大學(xué) 2003



本文編號(hào)：3167631