永磁式海洋波動發(fā)電裝置的設計.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)測設備及搭載的傳感器網絡提供電能，以解決化學電池供電壽命短暫、維護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，以電磁感應定律為基礎，設計制作試驗樣機并進行測試研究。
　　以海洋波動理論及法拉第電磁感應定律為基礎，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)電裝置輸入輸出關系，同時也為模型設計仿真提供可靠的理論指導。
　　利用有限元分析軟件對波動發(fā)電裝置進行靜態(tài)磁場仿真分析，以確定永磁振子的模型結構參數(shù)，根據(jù)仿真結果優(yōu)化感應線圈的結構，通過磁場瞬態(tài)分析影響裝置波動發(fā)電裝置輸出感應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、磁路結構等。
　　研究傳統(tǒng)型能量采集電路性能，仿真結果表明輸出電壓與功率很大程度依賴于負載，改進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、開關控制電路、補充回路，通過對MOS開關實現(xiàn)準確的開斷控制，實現(xiàn)微功耗電源的有效管理。
　　設計制作波動發(fā)電裝置樣機，并對樣機的輸出感應電動勢進行測試，在振幅±50mm、周期T=2s、線圈匝數(shù)400匝時，感應電動勢峰值電壓可達7.857V，測試結果表明，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，證明之前感應電動勢數(shù)學推導過程是正確的，同時也為永磁式海洋波動發(fā)電裝置設計制作奠定科學的理