基于液压传动的海洋波浪换能系统功率解耦特性研究

海洋波浪能分布广、储量大、能流密度高,属于清洁可再生的优质能源,但由于波浪能输入功率不稳定且传动系统输入与输出功率的耦合等问题限制了其应用。分析了海洋波浪换能技术的特点和需求,提出一种基于液压传动的换能装置系统传动方案,该方案应用液压变压器的原理通过对变压网络到恒压网络的转换,实现了传动系统输入与输出的功率解耦,同时并联大容量蓄能器吸收系统中的压力和流量脉动,从而得到系统不同工况下的平稳、恒速输出。建立了该传动系统的数学模型并进行了仿真研究,结果表明：该系统可以为实现海洋波浪换能装置恒频、稳压的发电要求提供一种可能。     

一种阀式磁流体波浪能直接发电系统的研究

介绍液态金属磁流体(LMMHD)波浪能发电的基本原理以及该发电方式与其他传统波浪能发电装置的主要区别。根据液态金属磁流体波浪能直接发电的原理提出适用于该发电系统的波浪能俘获装置应具有的主要特征。综合分析国内外现有的波浪能发电系统及其俘浪装置的结构、原理,通过分析对比,提出一种适用于液态金属磁流体发电系统的新型阀式结构,并进行初步设计。     

海岸线防波发电装置研究

针对海洋波浪能量这一可再生清洁能源,分析国内外开发利用的现状,研究目前典型波浪发电技术特点,提出新型连杆浮筒式波浪发电装置,还研究了利用共振和优化液压设计以提高转换效率的措施。该装置能够有效地吸收储存波浪能量并转换利用,还能够克服海水潮位的不利影响并对岸堤起防波保护作用,没有水下运动机构,防锈蚀可靠性高,技术方案经济易行,具有一定的推广价值。     

摆式波能发电装置PTO系统蓄能器特性研究

随着经济的发展,新能源的开发已经成为一个迫在眉睫的问题。介绍波浪能发电装置的PTO系统,通过数学计算,设计了关键装置蓄能器的研究方法;利用AMESim仿真软件对波浪能发电装置的闭式液压换能系统进行建模和仿真,仿真结果初步验证了数学方法的可靠性;并在此基础上设计了模拟实验,实验数据证明了该方法的可行性,为波浪能发电装置结构参数的优化提供参考。     

波浪能装置液压式蓄能系统设计

蓄能系统是漂浮式波浪能装置液压式能量转换系统中的储能环节。以漂浮式波浪能装置液压式能量转换系统为研究对象,介绍了液压式能量系统中的蓄能系统的组成,分析了该系统在大浪下实现稳定发电和小浪时实现0-1发电的原理,建立了预充压力、最低工作压力和最高工作压力、蓄能量几个关键设计参数之间的数学模型,通过计算实例进行数值模拟,获得了大量试验数据。试验结果表明:最高工作压力与最低工作压力在数值上差越大,蓄能系统单个循环释放出的蓄能越多,蓄能系统的成本越低;设计的预充压力安全值为最低工作压力的80%;蓄能量与最高工作压力、最低工作压力、预充压力之间存在耦合关系。     

自适应鸭式波能装置浮态的转角测量装置的设计

鸭式波能装置在波浪力作用下转动角度的大小是判断可俘获波浪能大小的重要尺度参数,该转角的测量是否准确决定了鸭式装置俘获波浪能效率的高低。设计一种自适应鸭式装置浮态的角度测量装置。该测量装置由阻尼器、大小齿轮、逆止器、感应探头等组成。通过巧妙的设计实现转角测量自动适应鸭式波浪能发电装置浮态的变化,实现其测量角度的功能。试验结果证明:该装置的精确度、可靠性和稳定性都满足实际需求。     

多孔同心式液压消声器的研究

采取各种措施降低由于液压泵的输出流量脉动而引起的液压系统的噪声,国内外学者已做了不少研究。实践证明,在泵出口安装液压消声器是一种简单有效的方法。本文所讨论的多孔同心式液压消声器是按共振原理来衰减和吸收脉动的。试验表明,液压系统安装多孔同心式液压消声器后,不仅使消声后的压力脉动大幅度地降低,而且使泵出口的压力脉动也相应降低。本文从多孔同心式液压消声器吸收脉动和降低泵出口阻抗出发,推导出该消声器     

一种新型海上液压发电装置实验模型的设计

提取海洋波浪能为海上设备提供电力是当前可再生能源领域海洋能方向的一个研究热点。本文提出了一种利用下端系泊于海底、上端悬挂于浮体的液压系统来吸收波浪能的方法,为探讨该方法,本文对其实验装置模型进行了设计和受力分析。通过受力分析和水动力学计算,求出了液压系统在特定波况和最优外部阻尼下做功的最大值。模型设计工作为进一步进行实体设计和实海况实验积累了经验。     

一种关于“汽车势能”的公路发电系统的设计

在不影响交通的前提下,使汽车势能有向地转化为电能。采用定性的分析方法对汽车重力势能的转换进行研究,设计一种利用"非自然"资源——汽车重力势能来发电的系统。用液压回路、曲柄滑块机构、发电机装置等组成了完整的发电系统,并对该系统工作效率进行计算,基于能量回收的方法将传统发电装置改造为以液压和机械为主的能量转换系统,实现公路上的能量回收利用,解决了发电地域、季节、距离、污染等关键问题,对绿色发电的研究有重要意义。     

共振式波力能发电装置液压系统可靠性分析与预测

共振式波力能发电装置通过控制摆锤刚度,使其与波浪频率一致引发共振,从而高效提取能量的新型发电装置。其液压系统全程参与工作,对装置能否可靠运行起决定作用。针对波力发电的环境和工作特点,建立该发电装置的可靠性数学模型,通过分析可靠性曲线进行可靠性预测;通过定性、定量分析故障树模型找出系统的薄弱环节;通过求解故障搜索策略,找到最优故障搜索次序。为提高该发电装置可靠性,达到在近海稳定、可靠运行的目的,提供了理论基础和实践措施。     

液压Boost变换器的驱动特性研究

研究液压Boost变换器驱动液压缸的双向运动特性。液压Boost变换器主要由长导管、快速开关阀和单向阀构成,由PWM信号波控制调节。通过理论和AMESim仿真分析可知:在该系统中,液压缸可以在两个方向运动,Boost变换器的输出压力要高于系统的供应压力,调节PWM信号的占空比可以控制液压缸的运动速度,并且该变换器具有节能的作用。     

基于波高预测的波浪能回收装置最优控制的研究

波浪能因其分布广泛且能流密度高,是一种优质的海洋能源。但由于波浪能输入功率不稳定的原因限制了其应用。有研究表明,通过对波浪能能量俘获装置(WEC)的运动控制,可以有效地提高能量俘获效率。一些运动控制技术,如相位控制等已经被成功应用。近期研究中有学者提出,通过对波浪的短期预测而实现波浪能最优俘获的观点,这对于波浪能的应用是非常具有意义的,但对于波浪预测的时间尺度并未有做深入研究。基于水动力学理论对波浪的预测效应进行了理论分析并和仿真研究。通过仿真以定量的方式建立了波浪短期预测与能量俘获之间的关系,进一步增加了对波浪能俘获最优控制的理解。     

基于AMESim的单缸轴向约束活塞液压发动机流量脉动研究

单缸轴向约束活塞液压发动机作为一种新型的双元动力源,通过活塞销与柱塞的直接连接和保留传统发动机的曲柄连杆机构,使其可以同时输出液压能和旋转机械能,而且在机-液能量转化上,缩短动力传递链,减小能量损失,但是单缸发动机工作存在不稳定性,容易引起输出高压油的流量脉动较大。通过AMESim仿真软件搭建单缸轴向约束活塞液压发动机机-液工作仿真模型,对机-液动力传递链中的柱塞运动特性、泵腔流量特性、输出液压油脉动特性进行研究,仿真结果表明：柱塞运动以及泵腔的流量特性满足液压发动机设计要求,通过蓄能器的合理选用使输出液压油流量脉动得到较大改善。     

抽油机传动系统节能研究

针对游梁式抽油机能耗严重、电机运行效率低的问题,提出一种新型混合动力游梁式抽油机结构方案。该方案采用机械-液压转矩耦合传动机构,通过液压系统实现能量存储与释放,其电机输出功率平稳,运行效率高。建立该系统数学模型和能量损失模型,并搭建原理验证实验平台。通过实验和仿真对比,验证机械-液压传动系统能量调节的有效性。提出该系统参数设计方法,并通过对系统参数的研究,得到在不同液压系统组合结构下抽油机的损失功率。研究结果表明,采用变量泵-变量马达组合方案可实现能量损失最小。     

回转伺服电动机驱动的双级双作用液压泵的设计

介绍一种新型的由回转伺服电动机驱动的双级双作用液压传动装置。详细分析系统的工作原理,给出了低压大流量和高压小流量下的流量及压力计算公式。该装置以回转伺服电动机作为动力源,实现了液压油的封闭式循环,显著降低了对环境的污染,提高了工作效率,特别适用于大功率输出及绿色制造场合。     

基于分布式仿真的液压能源系统效能评估方法研究

飞机液压能源系统是支持飞机主飞控系统、高升力系统以及起落架等关键系统正常工作的核心动力来源,其系统效能是飞机液压能源系统的一个重要设计指标。针对目前飞机液压能源系统的效能分析缺乏完善且有效的方法,设计一种基于分布式仿真的效能分析方法。结合系统工作原理,运用AMESim建立液压能源系统分布式仿真模型,在考虑全飞行过程液压能源系统加载负载工作情况下,对液压能源系统效能与关键指标的关系进行研究,建立了三层两级效能评估指标体系,并验证了指标体系的有效性。运用熵权法对效能指标进行相对权重分析,采用扩展贝叶斯融合算法对飞机全飞行过程中的液压能源系统负载在环的部件级效能和系统综合效能进行了研究。最后以某航班真实飞行任务数据为例,验证了效能分析方法的正确性。     

基于DSP的双丝数字化逆变电源设计

双丝焊接是一种高效节能、优质经济的焊接工艺方法,能够提高焊接生产效率和焊接质量。确定了双丝焊数字化电源的总体方案,设计了两台并行的IGBT全桥逆变主电路的拓扑结构和以TMS320F2808 DSP为核心的硬件控制系统,通过测试平台对系统进行全面测试,测试表明所设计的硬件系统能稳定运行。     

电子束焊机电源控制系统的设计与实现

电子束焊机高压加速稳压电源输出电压的稳定是保证电子束焊接质量的前提条件,传统的高压加速稳压电源电路结构复杂、体积大.为此设计了一种电子束焊机高压加速稳压电源控制系统,主电路采用PWM buck-boost变换器结构,其较高的升压比降低了升压变压器的升压比,与传统的同类电源相比,体积更小,电路更为简单;分析了系统主电路特性和工作过程,建立了系统电路小信号模型,采用了滞后-超前校正补偿的控制方式.结果表明,系统具有响应速度快、可靠性和控制精度高、抗干扰能力强等特点.     

基于DSP的数字化控制逆变式空气等离子切割电源研究

采用数字信号处理器DSP56F805,建立了逆变式空气等离子切割电源数字化控制系统.利用霍尔电流传感器检测电源输出电流,通过采样与A/D变换、数字滤波和PID控制实现了稳定的恒电流输出特性,并通过大林算法克服了数字PWM控制以及功率变换电路输出本身的延迟效应.此外,电源系统还采用Boost电路进行有源功率因数校正,输入EMI滤波电路滤除高频干扰,从而有效地提高了电源系统的功率因数和工作稳定性,以及数字化控制系统的抗高频干扰能力.实验结果表明,该数字化控制逆变式空气等离子切割电源切割过程稳定,切割质量良好.