[发明专利]一种波浪能发电无水实验台架

说明书

本发明公开了一种波浪能发电无水实验台架，主要用于模拟波浪能发电装置在波浪中的动态受力情况，并测试发电能力。波浪力加载系统包括传动系统和伺服电机，传动系统由伺服电机驱动，传动系统与波浪能发电装置相连，伺服电机对传动系统施加模拟波浪运动的作用力；海水浮力调节系统模拟静平衡时发电装置受到的浮力；海水阻尼调节系统模拟波浪能发电装置受到的海水阻尼；数据采集系统包括力学传感器、电学传感器；测控软件系统控制伺服电机的运行，采集力学和电学参数。本发明包括能够模拟海洋施加给波浪能发电装置的波浪作用力、海水浮力、海水阻尼，在计算机控制下自动采集力学和电学参数，自动进行实验过程，并能够灵活调节各种技术参数。

技术领域

本发明属于海洋波浪能发电装置领域，尤其涉及一种波浪能发电无水实验台架。

背景技术

波浪能发电是一种重要的海洋能发电形式，波浪能发电装置包括波能吸收器、PTO(Power Take Off，发电)、电力变换等部分。现有研究中日常实验的费用高，实验效率较低。不便于日常研究，特别是对PTO和电力变换部分的研究，有较大的困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种波浪能发电无水实验台架，能够有效地模拟波浪能发电装置在海洋环境中的动态受力情况，能在计算机软件的控制下自动开展实验过程，大幅度的降低了日常实验的费用，提高了实验效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种波浪能发电无水实验台架，包括波浪力加载系统、海水浮力调节系统、海水阻尼调节系统、数据采集系统和测控软件系统，波浪力加载系统包括传动系统和伺服电机，传动系统由伺服电机驱动，传动系统与波浪能发电装置相连，伺服电机对传动系统施加模拟波浪运动的作用力；海水浮力调节系统模拟波浪能发电装置在海水中受到的静浮力和波浪能发电装置在海水中沿垂向运动时的动态浮力；海水阻尼调节系统模拟波浪能发电装置受到的海水阻尼；数据采集系统包括若干测量拉力的力学传感器，设置在波浪力加载系统、海水浮力调节系统中，还包括波浪能发电装置处设置的电学传感器；测控软件系统控制伺服电机的运行，采集力学传感器、电学传感器的数据，计算波浪能发电装置的受力情况和波浪能发电装置的实际发电功率并存储在计算机中。实验台架可以加装多套波浪力加载系统，模拟海水施加给波浪能发电装置不同运动机构的作用力。

按上述技术方案，伺服电机串接减速器。降低伺服电机转动速度，增大作用扭矩。

按上述技术方案，波浪力加载系统包括第一转轮，第一绳索，第一绳索与第一转轮固定连接，随第一转轮的转动而直线运动；还包括第二绳索，第二转轮，第二绳索与第二转轮固定连接，随第二转轮的转动而直线运动；第一绳索和第二绳索分别连接在波浪能发电装置的上、下两端，第一绳索和第二绳索在波浪能发电装置的上、下端对称设置；还包括第三转轮和第四转轮，第三转轮和第一转轮通过第一转轴固定连接，并同步转动，第四转轮和第二转轮通过第二转轴固定连接，并同步转动；第三转轮和第四转轮通过链条连接，并同步转动；第四转轮与伺服电机连接，第四转轮在伺服电机的带动下做周期性往复转动，从而带动第三转轮同步转动，并带动波浪能发电装置周期性往复直线运动，模拟在海洋波浪中的运动；波浪能发电装置的上表面通过第一弹簧和第二弹簧分别连接到第一固定杆和第二固定杆。第一弹簧和第二弹簧提供预紧力。

按上述技术方案，该波浪能发电无水实验台架为立体框架结构，立体框架结构的上、下表面平行，波浪力加载系统、海水浮力调节系统、海水阻尼调节系统和数据采集系统均设置在立体框架结构内部，第一固定杆和第二固定杆平行设置在立体框架结构的上表面。