水平軸變槳距潮流能發(fā)電水輪機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置研究.pdf

1、隨著傳統(tǒng)能源緊缺問(wèn)題的日漸突出,潮流能開(kāi)發(fā)與應(yīng)用技術(shù)的研究正逐步升溫。水平軸潮流能發(fā)電水輪機(jī)作為潮流能發(fā)電的重要裝置,其研究正受到廣泛的關(guān)注。變槳距技術(shù)的應(yīng)用也使其性能較以往有了很大的提升。而其實(shí)驗(yàn)室的理論研究作為工程實(shí)踐的基礎(chǔ),也正受到越來(lái)越大的重視。因此作為基礎(chǔ)理論研究的平臺(tái),水平軸水輪機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置的研制將會(huì)對(duì)推動(dòng)水平軸變槳距式水輪機(jī)的發(fā)展起到重要作用。本文針對(duì)1KW水平軸變槳距潮流能發(fā)電水輪機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置研制項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要求,在實(shí)驗(yàn)裝置總

2、體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),強(qiáng)度分析,控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),實(shí)驗(yàn)研究等方面進(jìn)行了研究。
　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置研制項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要求,運(yùn)用貝茨理論確定最大能量捕獲率,系統(tǒng)計(jì)算變槳力矩的大小。在比較分析傳統(tǒng)水平軸水輪機(jī)的設(shè)計(jì)方案后,確定直驅(qū)式統(tǒng)一變槳的整體設(shè)計(jì)方案,對(duì)水輪機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),建立了水輪機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置的三維模型。
　　對(duì)水輪機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了強(qiáng)度分析。對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置中的主軸、變槳齒輪進(jìn)行理論計(jì)算,確定其疲勞強(qiáng)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。針對(duì)主軸、齒輪、套杯等重要

3、零部件,根據(jù)載荷受力運(yùn)用有限元軟件進(jìn)行靜強(qiáng)度分析,確定了應(yīng)力及位移均為安全值。根據(jù)強(qiáng)度校核結(jié)果,確定了所有零件尺寸及圖紙,根據(jù)圖紙要求制作實(shí)體樣機(jī)。
　　對(duì)水輪機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了通訊及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)。確定分布式控制系統(tǒng)的控制方案,將系統(tǒng)分為上位機(jī),通訊系統(tǒng),數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),變槳控制系統(tǒng)四大部分。建立通訊協(xié)議及處理程序,實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與終端設(shè)備的數(shù)據(jù)交互。設(shè)計(jì)制作數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)并標(biāo)定,實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)裝置所需信號(hào)的采集。通過(guò)實(shí)現(xiàn)外界負(fù)載在系統(tǒng)中的接