[發明專利]振蕩浮子式波浪能裝置能量轉換效率實驗室陸上測試方法有效
| 申請號: | 202110308095.3 | 申請日: | 2021-03-23 |
| 公開(公告)號: | CN113030625B | 公開(公告)日: | 2022-05-10 |
| 發明(設計)人: | 寧德志;喬東生;支光凝;史宏達;張崇偉;梁海志;閆俊 | 申請(專利權)人: | 大連理工大學 |
| 主分類號: | G01R31/00 | 分類號: | G01R31/00 |
| 代理公司: | 大連智高專利事務所(特殊普通合伙) 21235 | 代理人: | 蓋小靜 |
| 地址: | 116023 遼*** | 國省代碼: | 遼寧;21 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 振蕩 浮子 波浪 裝置 能量 轉換 效率 實驗室 陸上 測試 方法 | ||
1.振蕩浮子式波浪能裝置能量轉換效率實驗室陸上測試方法,其特征在于,包括:
依據相似準則制作實驗室尺度的物理模型,所述物理模型包括實驗室用浮子、實驗室用能量吸收裝置PTO及實驗室用發電機;
將所述實驗室用浮子從實驗室用PTO上取下,在所述實驗室用PTO的連接端安裝拉壓傳感器,然后所述拉壓傳感器再與電機的推桿相連,用于測量實驗室用PTO與電機之間的相互作用力;
在所述電機的推桿上或與電機動子無相對位移的位置安裝激光位移傳感器,使激光照射到靜止結構上,測得電機的位移,把位移進行微分得到其響應速度;
在所述實驗室用PTO與實驗室用發電機之間安裝扭矩轉速傳感器,用于測量兩者之間的扭矩和實驗室用發電機的轉速;
所述實驗室用發電機的負載電路中接入功率分析儀,采集發電機發出的電壓、電流及功率;
通過Labview軟件編譯信號源輸入到NI控制器中,NI控制器通過Ethercat通信協議與電機驅動器相連,以控制電機驅動器驅動電機來模擬浮子的運動響應;
浮子部分按照Froude相似準則進行縮尺,得到實驗室用浮子;PTO部分和發電機部分按照功率相似準則進行縮尺,得到實驗室用PTO及實驗室用發電機;
所述電機的響應速度為:
式中,v(i)為第i時刻速度;x(i-1)和x(i+1)分別表示第(i-1)時刻與(i+1)時刻位移,由激光位移傳感器測得;Δt為時間步長;
所述實驗室用浮子的輸出功率為:
P1(i)=F(i)v(i)
式中,F(i)為第i時刻的PTO力,由拉壓傳感器測得;
所述實驗室用PTO的輸出功率為:
P2(i)=T(i)R(i)
式中,T(i)為第i時刻實驗室用PTO與實驗室用發電機間的扭矩;R(i)為第i時刻實驗室用發電機的轉速;
所述實驗室用發電機的輸出功率為:
P3(i)=U(i)I(i)
式中,U(i)為第i時刻實驗室用發電機的負載電路電壓值,I(i)為第i時刻實驗室用發電機的負載電路電流值,均由功率分析儀測得。
2.根據權利要求1所述振蕩浮子式波浪能裝置能量轉換效率實驗室陸上測試方法,其特征在于,所述拉壓傳感器、激光位移傳感器及扭矩轉速傳感器輸出的模擬電壓信號均由NI控制器的電壓采集卡同步采集。
3.根據權利要求2所述振蕩浮子式波浪能裝置能量轉換效率實驗室陸上測試方法,其特征在于,所述功率分析儀通過調節內置時鐘時間與NI控制器的電壓采集卡同步。
4.根據權利要求1所述振蕩浮子式波浪能裝置能量轉換效率實驗室陸上測試方法,其特征在于,所述實驗室用PTO的能量轉換效率為:
所述實驗室用發電機的能量轉換效率為:
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