【摘要】：傳統(tǒng)海洋波動(dòng)發(fā)電的研究著重于大功率的近岸發(fā)電設(shè)備,本課題主要研究的是小型永磁式海洋波動(dòng)發(fā)電裝置,為海洋氣象檢測(cè)設(shè)備提供電能的分布式發(fā)電裝置,直接將波浪能轉(zhuǎn)化為電能,解決風(fēng)能發(fā)電和太陽能發(fā)電在海洋應(yīng)用的不便之處,彌補(bǔ)了轉(zhuǎn)換效率低以及化學(xué)電池對(duì)環(huán)境污染的問題,對(duì)可再生能源的開發(fā)具有重要的意義。本文以海洋波動(dòng)理論和電磁感應(yīng)定律為理論基礎(chǔ),根據(jù)永磁振動(dòng)發(fā)電原理確定了影響發(fā)電裝置輸出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的主要因素,為永磁式海洋波動(dòng)發(fā)電裝置的仿真分析和樣機(jī)制作提供了可靠的理論依據(jù)。利用有限元軟件的靜態(tài)仿真確定了永磁體的結(jié)構(gòu),分析了永磁體的磁場(chǎng)分布,在瞬態(tài)仿真中確定了線圈繞組的線徑、高度、間距和徑向?qū)挾鹊戎饕獏?shù),建立了發(fā)電裝置的機(jī)電耦合模型,并提出了小型永磁式海洋波動(dòng)發(fā)電裝置的整體結(jié)構(gòu)。以提高發(fā)電裝置的發(fā)電效率為目標(biāo),提出了磁路優(yōu)化的思想,在發(fā)電裝置中加入導(dǎo)磁材料硅鋼片,可以使磁感應(yīng)強(qiáng)度增大,提升了發(fā)電裝置輸出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。仿真結(jié)果表明,磁路優(yōu)化后的發(fā)電裝置輸出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)顯著提高。在分析發(fā)電裝置等效電路的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了電能后處理電路。對(duì)發(fā)電裝置輸出的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行了整流濾波等電能后處理,并對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行了介紹,以達(dá)到為海洋氣象檢測(cè)設(shè)備供電的要求。根據(jù)已確定的參數(shù)制作了發(fā)電裝置的實(shí)驗(yàn)樣機(jī),在不同參數(shù)下對(duì)發(fā)電裝置產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行了測(cè)試,將仿真數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析,驗(yàn)證了小型永磁式海洋波動(dòng)發(fā)電裝置設(shè)計(jì)的可行性和正確性。
【圖文】：

(a)三維圖 (b)橫截面圖 1.1 三明治型電磁式振動(dòng)能量采集器學(xué)微系統(tǒng)研究中心在國(guó)家“863”資助項(xiàng)目的支持下，為克服機(jī)不能連續(xù)為瞬時(shí)發(fā)射功率較大的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)射模塊壓電式雙振子微型發(fā)電機(jī)，具有雙懸臂梁振子振動(dòng)發(fā)電結(jié)構(gòu)[表明，壓電式雙振子微型發(fā)電機(jī)平均輸出功率為 250~950μW 680mW，，而自身的功耗較低。在連續(xù)振動(dòng)的環(huán)境下，該裝置功耗電子器件、無線傳感網(wǎng)絡(luò)的供電要求，對(duì) MEMS 微電源價(jià)值。

圖 1.3 基于磁致伸縮材料的振動(dòng)發(fā)電機(jī)式振動(dòng)發(fā)電技術(shù)主要利用靜電感應(yīng)原理。靜電式振動(dòng)發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)容的一個(gè)基板在振動(dòng)條件的作用下在位置上產(chǎn)生平移，由于靜電一個(gè)基板相連的負(fù)載上產(chǎn)生電流，從而實(shí)現(xiàn)了將振動(dòng)產(chǎn)生的能量式振動(dòng)發(fā)電機(jī)可以很好的與 MEMS 集成，并且不需要加入智能具有優(yōu)勢(shì)。但靜電式振動(dòng)發(fā)電機(jī)也存在著一些問題，該裝置在設(shè)壓源，并且在振動(dòng)時(shí)可能發(fā)生可動(dòng)電極與固定電極接觸而短路的
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P743;TM612

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2703757