水平軸變槳距潮流能發(fā)電水輪機實驗裝置研究.pdf

1、隨著傳統(tǒng)能源緊缺問題的日漸突出,潮流能開發(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。而其實驗室的理論研究作為工程實踐的基礎(chǔ),也正受到越來越大的重視。因此作為基礎(chǔ)理論研究的平臺,水平軸水輪機實驗裝置的研制將會對推動水平軸變槳距式水輪機的發(fā)展起到重要作用。本文針對1KW水平軸變槳距潮流能發(fā)電水輪機實驗裝置研制項目的設(shè)計要求,在實驗裝置總

2、體結(jié)構(gòu)設(shè)計,強度分析,控制系統(tǒng)設(shè)計,實驗研究等方面進(jìn)行了研究。
　　根據(jù)實驗裝置研制項目的設(shè)計要求,運用貝茨理論確定最大能量捕獲率,系統(tǒng)計算變槳力矩的大小。在比較分析傳統(tǒng)水平軸水輪機的設(shè)計方案后,確定直驅(qū)式統(tǒng)一變槳的整體設(shè)計方案,對水輪機實驗裝置進(jìn)行了機構(gòu)設(shè)計,建立了水輪機實驗裝置的三維模型。
　　對水輪機實驗裝置進(jìn)行了強度分析。對實驗裝置中的主軸、變槳齒輪進(jìn)行理論計算,確定其疲勞強度滿足設(shè)計要求。針對主軸、齒輪、套杯等重要

3、零部件,根據(jù)載荷受力運用有限元軟件進(jìn)行靜強度分析,確定了應(yīng)力及位移均為安全值。根據(jù)強度校核結(jié)果,確定了所有零件尺寸及圖紙,根據(jù)圖紙要求制作實體樣機。
　　對水輪機實驗裝置進(jìn)行了通訊及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計。確定分布式控制系統(tǒng)的控制方案,將系統(tǒng)分為上位機,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,實現(xiàn)上位機與終端設(shè)備的數(shù)據(jù)交互。設(shè)計制作數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)并標(biāo)定,實現(xiàn)實驗裝置所需信號的采集。通過實現(xiàn)外界負(fù)載在系統(tǒng)中的接