Wave energy , as one of the important energy resources, has an important role in securing the diversification of renewable energy structure, long term national energy safety and sustainable energy development strategies. Consequently, wave energy generators have drawn increasing attentions in recent years. In this project, a novel wave generator is proposed for seeking the most economical way to maximize the wave energy utilization. It utilizes the working principle of a mechanical lead screw to transfer low-speed, high force mover movement into high-speed, low-torque rotor rotation. The windings magnetic field in the mover is beneficially used to adjust the input mechanical power, and it provides an additional power transmission channel for capturing the over-load power. This projecct will first study the characteristics of the wave harvesting mechanism, to establish its mathematical model, identify its main parameters, and determine the power and force design requirements for the wave generator.The working principle of this novel wave generator,together with its electromagneic characteristics, parameter analysis,loss distribution,structure optimization and mathematical model establishment, will be investigated in details in this project. In the meantime, a complete model from wave to grid will be established, which will be used to investigate various power control methods. Successful development of this novel double power flow, variable magnetic lead screw based wave generator will effectively introduce new technical solutions to wave energy generation, and promote its commercialization process. This also gives a good opportunity for leading the wave energy generation technology wordwilde.Therefore, this project has great acadamic value and application potential.
波浪能是促进新能源结构多元化、保障国家能源安全和可持续发展的重要能源分支;波浪发电技术也日益受到重视。本项目创造性地提出一种新型波浪发电机。它利用机械丝杆原理将动子的低速、大推力直线运动转化为转子的高速、低转矩旋转运动;通过动子绕组改变磁力以灵活调节发电机输入功率,并提供过载能量再生通道;使得经济合理地最大化利用波浪能成为可能。为此,本项目将对波浪能采集环节进行数学建模、提取特征参数,确定电机功率和推力的设计指标;研究电机的工作原理、电磁特性和参数设计方法、损耗分布、结构优化等基础问题,创建精确数学模型;建立海浪、电机、电网的联合仿真系统,研究合理功率控制方案。新型双功率流变磁力丝杆传动波浪发电系统的研制成功,在突破当前各类波浪发电装置不同技术瓶颈的同时,将大力推进波浪发电产业化进程;也为我国在该领域赶超世界领先水平创造难得机遇。因此,本项目具有重大的学术价值和广阔的应用前景。
本项目提出了一种全新的基于磁力丝杆的高性能直驱式波浪发电装置。系统研究了磁力丝杆的传动原理,波浪发电系统最大功率的提取与控制策略之间的内在联系。基于对波浪能采集环节的建模和分析,对提出的新型波浪发电机进行深入的电磁性能分析,优化其结构设计,提炼精确的数学模型。以及建立从波浪到电网侧的仿真模型,寻找最优的功率控制方案的研究。.本项目主要研究工作包括以下三个方面:一、对不同的海浪等级下波浪产生的功率和推力特性进行数学建模,对其幅值范围、波动特性、能量密度等参数进行分析,进行系统集成仿真;二、将机械丝杆的传动理论引入磁力丝杆的设计、结合磁力丝杆的结构特点、利用传统永磁电机的电磁分析、设计的理论和方法来研究该新型磁力丝杆发电机。通过详细的电磁性能分析,深入分析推力特性,提炼出精确的数学模型,用于描述动子电磁推力、励磁电流、动子与转子之间相对位移量三者之间的变化关系;三、研究在不同的海况下,如何更有效地捕获波浪能,提高波浪能利用率,利用双功率通道的特点,研究发电机额定功率选择、不同通道功率配比,探讨最优功率控制方案。.本项目提出的结合磁力丝杆的新型发电机系统的研究成功能有效地突破当前各类波浪发电装置不同的技术瓶颈。促进了人们对波浪发电的认识,对我国波浪发电产业的发展有一定的指导意义。
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数据更新时间:2023-05-31
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