發(fā)布時(shí)間：2020-07-16 08:51

【摘要】：隨著社會(huì)的進(jìn)步,能源由于短缺和污染的問(wèn)題已經(jīng)不能滿足人類(lèi)的需求和社會(huì)的發(fā)展,新型無(wú)污染的可再生能源的開(kāi)發(fā)應(yīng)用勢(shì)在必行。海洋中蘊(yùn)含著大量清潔可在生能源,其中海浪能最為豐富,利用海洋的波浪能進(jìn)行發(fā)電是當(dāng)前開(kāi)發(fā)海洋能源的重要方式之一。本文根據(jù)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外海浪發(fā)電裝置研究的現(xiàn)狀,設(shè)計(jì)了以將變化的海浪輸入轉(zhuǎn)化為恒定角速度輸出為目標(biāo)并且能夠直接并網(wǎng)的雙浮子式海浪發(fā)電機(jī)。本裝置利用機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)將海浪能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能再經(jīng)同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為電能。本文主要的研究?jī)?nèi)容包含以下幾個(gè)方面:首先,對(duì)本浮子式海浪發(fā)電機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行介紹,本裝置主要包括:換向齒輪箱,并車(chē)機(jī)構(gòu),增速機(jī)構(gòu),液力調(diào)速機(jī)構(gòu)以及同步發(fā)電機(jī)。其中換向齒輪箱將上下運(yùn)動(dòng)的海浪運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為單一方向的轉(zhuǎn)動(dòng);利用液力調(diào)速機(jī)構(gòu)將變化的海浪輸入經(jīng)調(diào)速系統(tǒng)后使輸出角速度在某一值上下很小范圍的波動(dòng)甚至能夠?qū)崿F(xiàn)恒定;將調(diào)速后的輸出角速度直接連接同步發(fā)電機(jī),使發(fā)電機(jī)能夠輸出國(guó)家規(guī)定并網(wǎng)的頻率。其次,對(duì)發(fā)電裝置進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真分析。分別建立基于兩自由度剛性構(gòu)件系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真模型和傳動(dòng)系統(tǒng)多自由度扭轉(zhuǎn)振動(dòng)模型。在兩個(gè)模型下分別進(jìn)行主要構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)仿真分析并進(jìn)行對(duì)比,再對(duì)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)有影響的參數(shù)進(jìn)行仿真,得出各個(gè)影響參數(shù)的影響效果�；谏鲜瞿Ｐ蛯�(duì)本海浪發(fā)電機(jī)的效率以及功率進(jìn)行仿真分析。再次,基于動(dòng)力學(xué)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。通過(guò)上述分析出的一些參數(shù)對(duì)系統(tǒng)輸出運(yùn)動(dòng)的影響,以海浪發(fā)電機(jī)輸出軸平均角速度與并網(wǎng)所需輸入同步發(fā)電機(jī)角速度的差最小和海浪發(fā)電機(jī)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后最大最小角速度差值的最小為優(yōu)化目標(biāo),利用MATLAB遺傳學(xué)算法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化分析。最后,對(duì)浮子臂進(jìn)行基于ANSYS靜力學(xué)分析以及橫向振動(dòng)分析。由于浮子以及浮子臂是系統(tǒng)主要的吸收能量的結(jié)構(gòu),浮子臂也是主要承受海浪力的部件,所以對(duì)浮子臂進(jìn)行橫向振動(dòng)研究,計(jì)算浮子臂的固有頻率以及響應(yīng)特性。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：P743.2;TM31
【圖文】：

圖 1-2 點(diǎn)頭鴨式波浪發(fā)電裝置波道式海浪發(fā)電裝置-3 所示，收縮波道式海浪發(fā)電裝置是以波浪聚集理論為基礎(chǔ)的超出水平面的水庫(kù)和一個(gè)逐步縮小的波道組成該種裝置。海于水平面的水庫(kù)，到達(dá)水庫(kù)的海浪因?yàn)閯?shì)能的原因帶動(dòng)水輪了波浪能轉(zhuǎn)換為電能的過(guò)程[36]。收縮波道水庫(kù)海水

圖 2-7 工作支撐示意圖要采用槽鋼，平臺(tái)的主要連接為焊接和鉚接。由于該設(shè)可少的會(huì)受到侵蝕，所以需要很好的防護(hù)裝置。在設(shè)備，并給設(shè)備配置防護(hù)罩，以便維修。力分析及浮子形狀的優(yōu)化岸各地海洋的基本海況的海浪，大多以風(fēng)浪為主要的混雜型波浪，波浪的特征同時(shí)地理位置和天氣變化對(duì)一些區(qū)域的海波形式也會(huì)造海岸線的波浪的遍布更是繁雜[53-55]。和周期是兩個(gè)可以測(cè)量的特征，在我國(guó)沿海岸波浪高的總布是南邊地區(qū)大、北邊地區(qū)小，南沿海岸主要時(shí)粵東與西，各個(gè)沿岸的平均每年波浪的周期分布為：渤海波浪周期

取值范圍進(jìn)行約束。這些約束條件在一定意義上是對(duì)優(yōu)化設(shè)，并且對(duì)最后的優(yōu)化結(jié)果也有很大的影響。在本裝置中主要束：對(duì)增速系統(tǒng)傳動(dòng)比系數(shù)的大小進(jìn)行約束，約束條件為算法AB 是由 Math-Works 公司研發(fā)的一款科學(xué)應(yīng)用技術(shù)軟件，擁有工具箱都是由特定領(lǐng)域的專(zhuān)家開(kāi)發(fā)的，用戶(hù)能夠直接運(yùn)用工樣的方式而省略了自己編代碼環(huán)節(jié)。在這些工具箱中包括 19些模塊可用于解決包括非線性?xún)?yōu)化，多目標(biāo)規(guī)劃，有約束的規(guī)劃，極小化極大化，最小二乘法最優(yōu)化，二次規(guī)劃，遺傳就是用其中的遺傳優(yōu)化算法進(jìn)行優(yōu)化[61-63]。如下圖 4-1 為遺傳 (2)0.67(1)1.5GiGi

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2757792