波浪能液压转换系统效率测试平台的设计与研究

发布时间：2020-05-07 11:35

【摘要】：波浪能利用技术发展至今，仍有很多技术难题没有得到解决，波浪能装置的能量转换效率低是制约波浪能利用技术进步的一个重要因素。本文的第一个研究目的是：在实验室环境下建立波浪能液压转换系统能量转换效率测试平台；第二个研究目的是：基于AMEsim对测试平台进行仿真分析，分析出影响波浪能装置能量转换效率的因素，并提出解决方案。本项目所要设计的测试平台分为三级，本文进行的是第二级能量转换效率测试平台设计，在设计时，需要综合考虑第一级和第三级测试平台的工况。首先，拟定出液压系统工作原理图；其次，根据所拟定的原理图，对系统元件进行设计计算、选型。具体过程为：第一，根据第一级测试平台的输出，确定本文设计的液压系统的原动机为伺服电机，以伺服电机的参数为依据计算、选择液压源的参数与型号；第二，根据原动机的功率和第三级测试平台的输入功率，选择终端加载装置——交流测功机的型号；第三，对控制阀类和辅助元件进行选型；最后，依据液压系统元件的型号、参数，对液压系统进行装置结构设计。本文所设计的液压系统的一个突出特点是：采用齿轮齿条摆动缸作为液压源，为系统提供具有一定压力和流量的工作介质。对于波浪能发电系统：通常波浪能转换来的机械能是小角度（不超过90°）摆动运动；摆动速度时刻变化，变化规律为：静止—最大速度—静止；摆动方向呈周期性变化，，而且周期较短（不超过10s）。对于这种工况，现有的液压泵产品效率很低，而齿轮齿条摆动缸不存在该问题。因此本设计采用齿轮齿条摆动缸作为液压源。在所设计的测试平台的基础上，基于AMEsim进行仿真分析，分析出影响波浪能液压转换系统转换效率的因素，主要有：液压源和负载特性不适应而造成的匹配损失、管道沿程压力损失等，提出了解决方案，如：对于匹配损失，可以设计为具有三个马达的液压系统等方案。
【图文】：

科克,爱丁堡,水动力,海洋工程

图 1-1 爱丁堡大学弧形波浪试验水槽国立科克大学的水动力与海洋研究中心拥有大型海洋工程水池验水槽以及各种室内测试仪器和设备。国立科克大学的水动力与海洋研究中心与爱尔兰海洋研究院联理模型测试技术研究，2003 年起在欧盟 FP6 计划支持下执行“海价研究”项目，2007 年向欧盟正式提交了《海洋能源：开发与洋发电系统设计及效率测试的技术标准。合分析国内外技术现状的分析，国内外研究机构主要是对单级转换过程些现有的试验测试平台也不具通用性。未对波浪能装置的系统模验测试平台开展相关研究。开展波浪能转换效率模拟测试技术换效率模拟测试系统及试验测试评估方法，属于前沿技术。对于填补国内空白。况

效率试验,机械能转换,测试平台

平台的输出相一致，其输出端要与第三级能量转换效率测试平台的便调控一些重要的测试参数。压系统的首要任务是明确液压系统设计的技术要求[15]。设计前应解和掌握系统设计的技术要求。该波浪能液压转换系统是在实验的系统，所以具有如下技术要求：因为要模拟实际的海上工况，所以动力组件要能适应低速、换向频繁系统要有安全保护装置，防止系统超载；由于是测试系统，所以该系统应该设计有各重要部位重要参数的测由于系统的输入是不稳定的能量，所以要设计有稳压系统[17][18]；系统设计要尽量简单，以提高转换效率。能转换效率试验测试平台转换效率试验测试平台主要由液压转换系统测试平台、机械转换据采集和处理系统、数据模拟分析系统等部分组成[19]，如图 2-1 内容为液压转换系统测试平台的设计与研究。
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P743.2

【参考文献】