基于Stewart并联机构的直驱式波能转换器能量转换性能研究

摘要

cqvip:为实现对不同方向海洋来流波浪能量的高效俘获,设计了一种基于Stewart并联机构的直接驱动式波浪能量转换器,该转换器的支链单元采用弹簧连接永磁体动子,通过与定子线圈的相对运动实现波浪能与电能的转换。在特定海域波浪环境下对该波能转换器进行动力学分析,并基于弗汝德-克雷洛夫假定法计算了转换器所承受的水平和垂直波浪力;采用ADAMS动力学仿真分析软件对该波能转换器进行动力学建模与能量转换仿真分析,研究了波浪力作用下其弹性支链的变形规律,并分析了支链弹簧刚度系数与动平台质量之比对转换器能量转换率的影响。研究结果表明:在波浪激励下,该波能转换器能够俘获由垂向和横向波浪运动产生的能量;通过优化调整支链弹簧刚度系数与动平台质量的比值,该波能转换器的最大能量转换率可达35.2%。研究结果可为新型高效波能发电装置的设计提供重要的理论依据。