基于Matlab设计海洋浮子振幅放大传动装置

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1浮子振幅放大传动机构方案设计在能源紧缺的今天，人们积极寻求替代能源和新型能源，并深入研究其开发与利用。波浪能由于其巨大的蕴藏量备受国内外学者专家的关注↑年来，虽然提出了众多方案l J，但由于高投入、低转化、设备复杂等方面的原因，导致波浪能开发技术未能广泛地推广和应用到实践当中，因此开发新型高效节能的波浪能转化装置迫在眉睫 ]，这将会大力促进海洋资源开发，甚至会解决人类 日益严重的能源危机 。

目前，波浪能发电装置主要包括 ：震荡浮子式、震动水柱式、点头鸭式、牡蛎式 以及 wave dragon式波浪发电装置 J，但是这些装置都普遍存在能量转化率小的瓶颈，这也使得波浪能发电装置的推广变得困难。

为了克服现有波浪能发电装置发电效率低的缺陷，设计了-套基于海洋浮子式波浪发电装置的浮子振幅放大传动装置，通过该套装置将海水的水平动能转化为竖直方向上的动能，使海洋浮子在竖直方向上的振幅增大，这样使得波浪能发电装置切割磁感线的有效行程增大，由于海水的固有频率不受装置的影响，从而达到了提高波浪能发电装置发电效率的目的。

本文通过 比对传统浮子式波浪发电装置 J，分析传统浮子式波浪发电装置的工作原理是通过波浪的上下起伏使得承浪浮子作上下往复直线运动，带动动子线圈作往复的切割磁感线运动，从而将波浪的动能转化成电能。但是传统浮子式波浪发电装置仅仅是利用了波浪水平方向上的动能，并没有利用到其竖直方向的能量。

通过对传统浮子式波浪发电装置的分析研究，设计出了-套浮子振幅放大传动机构。

图 1 传统浮子式波浪发电装置图2所示为装有浮子振幅放大传动机构的新式浮子式波浪发电装置。

2013年第4期(总第367期)节 能ENERGY CoNSERVA1rIoN - 63- - 水涡轮进 出口水头差。

由式(1)～(5)可以推导出：Fr： (6)2 5 (. m 1)∞口 M (7) - (2. 5 尺1)∞ t22 5m M (8) 2( . 尺1)3.2电动势求解由法拉第电磁感应定律可知 ，当不考虑除振幅放大机构对中心轴的作用力 ，，以外的力作用时.发电.机的相电动势可确定如下：E警 (9)式中：A-相的磁链，与磁极距 和定子的位移有关。

磁链的关系表达式为：A-N cos( ) (10)式中：Ⅳ-每相线圈匝数；- 峰值磁通。

由式(7)～(1O)可以得出：F - --df-d df： - c。s ) r(14仿真模拟模拟在 2级忽下，波高为 0.5m，角频率为2.1r/s的情况下模拟通过振幅放大机构使系统增加的发电性能。

5结论通过仿真分析可以看到通过振幅放大机构可以使传统的浮子式波浪能发电装置的效率得到明显提高，且具有响应迅速、平稳的特性。

图4 通过振幅放大机构使系统增加发电量根据国家十二五”节能减排政策要求，我国将会加大可再生能源的开发利用，建设资源节约型、环境友好型社会。海洋浮子振幅放大机构可以有效地增大浮子式波浪能发电装置的效率，促进对新能源的开发及利用，可以缓解不可再生能源消耗枯竭的危机，具有良好经济效益和社会效益。