共振直驱式浮力摆波能发电装置动力学研究
2021-01-14王志华张旭东王玉龙
海洋技术学报 2020年5期
姚 涛,王志华,张旭东,王玉龙
(1.河北工业大学 机械工程学院,天津 300130; 2. 河北工业大学 国家技术创新方法与实施工具工程技术研究中心,天津 300401;3. 河北工业大学 电气工程学院,天津 300130;4. 潍坊科技学院,山东 寿光 262700)
浮力摆式波能转换装置结构简单,能够较好地适应波浪运动的大推力和低频特性。传统的浮力摆波能转换装置大多基于液压传动系统实现能量转换,如日本室兰大学最早提出的摆式波浪能发电技术,利用波浪往复运动作用在浮力摆上的力推动液压回路活塞,从而带动液压马达发电机发电[1]。英国爱丁堡大学的Henderson R 教授提出了新型液压系统波浪能发电装置[2]。液压转换具有传动平缓、输出稳定等优点,但是存在能量转换中间环节较多、损失效率高等不足。直驱式波能转换装置可用来直接发电,转换过程无需增加变速器,也不存在液压转换中的能量损失。1993年,Archimedes Wave Swing(AWS)项目组开始对永磁直线电机波浪发电进行研究,实现了全浸式浮体与发电机同体驱动发电[3]。1998 年,美国俄亥俄州立大学同Columbia Power Inc 公司合作研究了永磁直线波浪能发电机理,并于2010 年研发了1 kW 的SeaBeav,采用圆筒型永磁直线发电机进行电能转换[4]。
波能利用效率是波能技术研究的主要问题,共振状态下波能系统具备效率高、聚集能力强的特点[5],因而利用共振技术是实现波能系统效率提升的有效方法。目前的研究中,波能转换装置的共振可通过变化俘能机构的刚度或质量、控制振动相位的方式来实现。……
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