提出了一種陣列式同步帶傳動(dòng)波浪能振蕩浮子轉(zhuǎn)換方式發(fā)電裝置,研制內(nèi)容包括:將齒條傳動(dòng)改為同步帶傳動(dòng);對(duì)單個(gè)振蕩浮子采用2套同步帶和2個(gè)超越離合器組合,實(shí)現(xiàn)振蕩浮子上下運(yùn)行雙向做功;設(shè)計(jì)了振蕩浮子導(dǎo)向機(jī)構(gòu);采用桁架結(jié)構(gòu)將8個(gè)水槽8個(gè)振蕩浮子組成的8套能量轉(zhuǎn)換裝置連接成為一個(gè)整體;通過(guò)8個(gè)動(dòng)力輸出軸的串聯(lián),將動(dòng)力疊加傳遞給一個(gè)發(fā)電機(jī);將能量輸出點(diǎn)采用逐級(jí)加載方式,串聯(lián)疊加輸出功率;對(duì)理論設(shè)計(jì)運(yùn)行特性與實(shí)測(cè)運(yùn)行特性進(jìn)行比較分析;對(duì)該波浪能轉(zhuǎn)換裝置運(yùn)行進(jìn)行考核;結(jié)果證明由多個(gè)水槽組成的造波裝置可行,用同步帶傳動(dòng)振蕩浮子波浪能轉(zhuǎn)換裝置可行。通過(guò)機(jī)械串聯(lián)將多個(gè)獨(dú)立能量轉(zhuǎn)換裝置輸出動(dòng)力合成發(fā)電,增加了動(dòng)力平穩(wěn)性;該項(xiàng)研究為進(jìn)一步進(jìn)行實(shí)海況振蕩浮子波浪能發(fā)電提供了相關(guān)數(shù)據(jù)、參考實(shí)物和寶貴的經(jīng)驗(yàn)。 

【文章來(lái)源】：海岸工程. 2018,37(01)

【文章頁(yè)數(shù)】：16 頁(yè)

【部分圖文】：

陣列水槽及發(fā)電裝置總體設(shè)計(jì)圖

1期聞福三，等:一種波浪能振蕩浮子轉(zhuǎn)換方式的研究3圖1陣列水槽及發(fā)電裝置總體設(shè)計(jì)圖Fig．1Overalldesigndiagramofarrayflumesandpowergenerationdevice圖2單元水槽管路結(jié)構(gòu)Fig．2Structureoftheunitflumepipe2)正常工作階段:打開電磁閥1-1和1-3，關(guān)閉電磁閥1-2和1-4，啟動(dòng)水泵，則5號(hào)水槽中的液體向1號(hào)水槽流動(dòng);打開電磁閥1-2和1-4，關(guān)閉電磁閥1-1和1-3，則左側(cè)1號(hào)水槽中的液體向右側(cè)5號(hào)水槽流動(dòng)。電磁閥切換周期根據(jù)模擬波浪運(yùn)動(dòng)周期設(shè)定，電磁閥的切換有手動(dòng)和自動(dòng)兩種。3)停止結(jié)束階段:停止水泵，斷電，關(guān)閉4個(gè)電磁閥(電磁閥設(shè)計(jì)為常閉型)。照此規(guī)律循環(huán)往復(fù)，設(shè)備正常運(yùn)行。單元水槽工作原理:該裝置用可編程控制器(PLC)進(jìn)行控制，通過(guò)變頻器控制帶電動(dòng)機(jī)的變量水泵，提供水流動(dòng)力。通過(guò)電磁閥1-1，1-2，1-3和1-4控制經(jīng)過(guò)管路的流體流動(dòng)方向。流體通過(guò)管路分別與1號(hào)水槽和5號(hào)水槽相通。兩個(gè)水槽如同連通器互為水源，水位一個(gè)上升，另一個(gè)相應(yīng)下降，相位正好相差180°。水位上升、下降的方向由電磁閥控制，水位上升、下降的高度由液位傳感器給出信號(hào)，由PLC控制切換電磁閥改變流體流動(dòng)方向;水位升降速度由變量泵控制，變量泵由計(jì)算機(jī)控制的變頻器改變水泵電機(jī)的頻率實(shí)現(xiàn)。因而該水槽液位可以實(shí)現(xiàn)按照給定函數(shù)運(yùn)動(dòng)。1．4陣列水槽實(shí)驗(yàn)裝置總體設(shè)計(jì)以單元水槽為基礎(chǔ)，進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合，構(gòu)成陣列水槽。如圖2所示，將1號(hào)5號(hào)水槽組成為一個(gè)單元，定義為1單元，同樣定義2-6，3-7和4-8水槽為2，3和4單元，圖3為陣列水槽總體圖(立面圖和俯視圖)，總體

4海岸工程37卷設(shè)計(jì)共有8個(gè)水槽，4個(gè)單元，4套水泵，模擬范圍0～134π。該裝置通過(guò)改變控制器的輸入程序，可以實(shí)現(xiàn)不同升降高度、不同運(yùn)動(dòng)規(guī)律的液面升降運(yùn)動(dòng)，可以滿足陣列式振蕩浮子的實(shí)驗(yàn)要求。圖3陣列水槽總體圖Fig．3Overallmapofthearrayflumes將圓柱水槽排成陣列，以水槽液面圓心點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，每一點(diǎn)都遵守波陣面函數(shù)［7］，每個(gè)水槽液面中心點(diǎn)可以認(rèn)為是連續(xù)波陣面上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)。當(dāng)ωt=0時(shí)，波陣面函數(shù)陣列水槽模型如圖4所示，將坐標(biāo)系原點(diǎn)設(shè)在1號(hào)水槽底部，波陣面函數(shù)為Z=H2sin(ωt+θi)+C，(1)式中，ω為角速度;θi為第i個(gè)水槽的初相角;C點(diǎn)為ωt+θi=0時(shí)1號(hào)水槽水位高度，通過(guò)C點(diǎn)的水平線為中位線。圖中每個(gè)水槽都有編號(hào)，每個(gè)相鄰的水槽相位差為π/4。1號(hào)水槽、2號(hào)水槽……n號(hào)水槽，采樣點(diǎn)波陣面函數(shù)為Z1=H2sinωt+CZ2=H2sinωt+π()4+C?Zn=H2sinωt+(n－1)π[]4+C。(2)當(dāng)每個(gè)水槽液面按照相應(yīng)波陣面函數(shù)上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，整個(gè)陣列的水槽液面模擬波浪將會(huì)以相速c水平移動(dòng)。

【參考文獻(xiàn)】：
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