永磁式海洋波動發(fā)電裝置的設(shè)計.pdf

1、傳統(tǒng)上對海洋發(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，本課題重點研究單元式供電系統(tǒng)，向海洋氣象監(jiān)測設(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)線性波動理論，以電磁感應(yīng)定律為基礎(chǔ)，設(shè)計制作試驗樣機并進(jìn)行測試研究。
　　以海洋波動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發(fā)電裝置，基于上述理論建立波動發(fā)電裝置機電耦合模型，此模型

2、較好地描述波動發(fā)電裝置輸入輸出關(guān)系，同時也為模型設(shè)計仿真提供可靠的理論指導(dǎo)。
　　利用有限元分析軟件對波動發(fā)電裝置進(jìn)行靜態(tài)磁場仿真分析，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)，通過磁場瞬態(tài)分析影響裝置波動發(fā)電裝置輸出感應(yīng)電動勢的若干個要素，分別為永磁振子振動幅值、振動頻率、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、超級電容器儲能模塊與穩(wěn)壓電路模塊、開關(guān)控制電路、補充回路，通過對MOS開關(guān)實現(xiàn)準(zhǔn)確的開斷控制，實現(xiàn)微功耗電源的有效管理。
　　設(shè)計制作波動發(fā)電裝置樣機，并對樣機的輸出感應(yīng)電動勢進(jìn)行測試，在振幅±50mm、周期T=2s、線圈匝數(shù)400匝時，感應(yīng)電動勢峰值電壓可達(dá)7.857V，測試結(jié)果表明，與采用有限元分析軟件模型計算得到的數(shù)據(jù)相差0.231V，證明之前感應(yīng)電動勢數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程是正確的，同時也為永磁式海洋波動發(fā)電裝置設(shè)計制作奠定科學(xué)的理