永磁式海洋波動(dòng)發(fā)電裝置的設(shè)計(jì).pdf

1、傳統(tǒng)上對(duì)海洋發(fā)電的研究著重于海洋波浪發(fā)電站及大功率發(fā)電設(shè)備，本課題重點(diǎn)研究單元式供電系統(tǒng)，向海洋氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備及搭載的傳感器網(wǎng)絡(luò)提供電能，以解決化學(xué)電池供電壽命短暫、維護(hù)成本高諸多條件限制問(wèn)題。課題使用稀土永磁材料釹鐵硼N38制作振子，根據(jù)線性波動(dòng)理論，以電磁感應(yīng)定律為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)制作試驗(yàn)樣機(jī)并進(jìn)行測(cè)試研究。
　　以海洋波動(dòng)理論及法拉第電磁感應(yīng)定律為基礎(chǔ)，分析研制永磁式海洋波動(dòng)發(fā)電裝置，基于上述理論建立波動(dòng)發(fā)電裝置機(jī)電耦合模型，此模型

2、較好地描述波動(dòng)發(fā)電裝置輸入輸出關(guān)系，同時(shí)也為模型設(shè)計(jì)仿真提供可靠的理論指導(dǎo)。
　　利用有限元分析軟件對(duì)波動(dòng)發(fā)電裝置進(jìn)行靜態(tài)磁場(chǎng)仿真分析，以確定永磁振子的模型結(jié)構(gòu)參數(shù)，根據(jù)仿真結(jié)果優(yōu)化感應(yīng)線圈的結(jié)構(gòu)，通過(guò)磁場(chǎng)瞬態(tài)分析影響裝置波動(dòng)發(fā)電裝置輸出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的若干個(gè)要素，分別為永磁振子振動(dòng)幅值、振動(dòng)頻率、線圈匝數(shù)及間距、磁路結(jié)構(gòu)等。
　　研究傳統(tǒng)型能量采集電路性能，仿真結(jié)果表明輸出電壓與功率很大程度依賴于負(fù)載，改進(jìn)型能量采集電路加入了

3、超級(jí)電容器儲(chǔ)能模塊與穩(wěn)壓電路模塊、開(kāi)關(guān)控制電路、補(bǔ)充回路，通過(guò)對(duì)MOS開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的開(kāi)斷控制，實(shí)現(xiàn)微功耗電源的有效管理。
　　設(shè)計(jì)制作波動(dòng)發(fā)電裝置樣機(jī)，并對(duì)樣機(jī)的輸出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行測(cè)試，在振幅±50mm、周期T=2s、線圈匝數(shù)400匝時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)峰值電壓可達(dá)7.857V，測(cè)試結(jié)果表明，與采用有限元分析軟件模型計(jì)算得到的數(shù)據(jù)相差0.231V，證明之前感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)數(shù)學(xué)推導(dǎo)過(guò)程是正確的，同時(shí)也為永磁式海洋波動(dòng)發(fā)電裝置設(shè)計(jì)制作奠定科學(xué)的理