波浪能发电装置的设计
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２１ 年 １ ０１ ２月 第 ３ ２卷 第 ６ 期
湛 江 师 范 学 院 学 报
Ｊ ＯＵ ＲＮ ＡＬ ＯＦ ＺＨ ＡＮＪＡＮ Ｇ ＯＲＭ ＡＬ ＣｏＬＬ Ｉ Ｎ ＥＧＥ
Ｄ ｅ ．。 ０１ ｃ ２ １
Ｖ ｏ１ ３２ Ｎ Ｏ ６ ． ．
能 ． 用 波 浪 的运 动 ， 起 发 电装 置 里 的线 圈振 动 ， 利 引 振动 着 的线 圈不 断地 经过 内置 式 的永 磁体 ， 线 圈 切割 磁感 线 ， 导致 线 圈 里 的磁 通 量 发生 变 化 ， 而 在 线 圈 两 端产 生 感 生 电动 势． 圈 振 动 的 发 电 装 置 的 从 线
＊ 通 讯作者 ．
第 ６期
洪 海清 等 ： 浪能 发 电装 置 的设 计 波
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８ １
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一 一 一 一
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其 中 为永 磁体 运 动速 度 ， 为磁 链 ， ＾为轴 向高 度
１ ２ 机 械 共 振 ．
振 动就 是物 理量 在 某一 定 值 附 近反 复 变化 ． 验 中线 圈 的振动 可 以看 似典 型 的 弹簧 振子 ， 理想 的简 谐 实 做
能 源犹 如 人体 的血 液 ， 源工 业 作 为 国 民经 济 的基 础 ， 提 高人 民生 活 质量 和促 进 社会 经 济 发展 都极 为 能 对
重要． 如果新 的能 源体 系 尚未 建立 ， 源危 机将 席 卷全 球 ． 严 重 的状 态 ， 过 于工 业 大 幅度 萎 缩 ， 至 因 为 能 最 莫 甚
洪海清 ， 志 坚 ， 汉 兰 ， 郭 柯 吉 宪 ， 刘彬 强 ， 李 达 ， 张道 清 ， 黄 贞 陈 霞
（ 江 师 范 学 院 物 理 科 学与 技 术 学 院 ， 东 湛 江 ５ ４ ４ ） 湛 广 ２ ０ ８
摘 要 ： 据 电磁 感 应 和 机 械 共 振 的 原 理 。 计 了一 种 新 式 的 小 型 波 浪 能发 电机 设 备 。 备 成 本 低 ， 作 简 单 ， 依 设 具 制
抢 占剩余 的石 油 资源 而 引 发 战争 ． 了避 免能 源枯 竭 ， 为 目前美 国 、 拿 大 、 加 日本 、 盟 、 国等都 在 积极 开发 如 欧 中 太 阳能 、 能 、 洋能 （ 括 潮 汐 能 和波 浪 能 ） 可再 生新 能 源． 风 海 包 等 我 国波 浪 能 发 电技 术研 究 自 ２ ０世 纪 ７ Ｏ年代 开始 至 今 ， 已取得 了 巨大 的成 就 ［ ． 国波 浪 能发 电技术 研 １我 ］ 究 虽起 步较 晚 ， 发 展很 快 ． 国 的微 型波 浪 能技 术 已经 成 熟 ， 型 岸 式 波 浪 能 发 电技 术 已进人 世 界 先 进 行 但 我 小 列 ． 国沿 海 有效 波 高 约 为 ２ ３ｍ、 期 为 ９Ｓ的 波 列 ， 浪 功 率 可 达 １ ～ ３ Ｗ ・ｍ～ ， 海 湾更 高 达 ４ 我 ～ 周 波 ７ ９ｋ 渤 ２ ｋ ・Ｙ ． Ｗ ｎ 因此 ， 利用 海 水 波 浪 上下 运 动产 生 的频 率 ， 计 一 个 与波 浪 运 动 频 率 有 交 集 的发 电装 置 ， 装 置 设 此 以研 究 转换 效 率 较 高 、 成本 较 低 的 浮 子式 波浪 发 电技 术 为 目的 ， 以机 械共 振 为 基 础 ， 过对 波 浪 能 的利用 ， 通 找
导线 把 线 圈 的两 端分 别 与 二极 管 的两 极相 连 接 ， 形成 闭 合 回路 ， 二极 管装 在 发 电装 置 的 外 面 ． 电机 受 迫 振 当
动 时 ， 圈随外 部 振 动上 下 运 动 ， 内置 于其 内部 的永 磁 体 的相 对 位置 发 生 变化 ， 而 引起 磁 通量 的改 变 ， 线 与 进 导 致 线 圈 中产 生 交 变 的感 应 电 动势 ， 现 对 外部 的 供 电 ， 额 定 电压 为 ２Ｖ 的二极 管 变 亮 ． 实 使
利 用 率 高 等优 点 ． 置 主 要 是 利 用 漂 浮 于 海 上 的直 箱 式 在 波 浪 作 用 下 相 对 运 动 来 驱 动 发 电机 振 动 ， 装 引起 共 振 ， 采 将 集 到 的 波 浪 能 转 化 为 电能 ， 较 好 的 实 用 和 推 广价 值 ． 有
关 键 词 ： 浪 能 发 电 机 ； 械 共 振 ； 转 化 率 波 机 高 中图分类号 ： Ｍ９７ Ｔ １ 文献标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０ ６ ４ ０ （ ０ １ ０ —０ ８ — Ｏ １０ — ７ ２ ２ １ ） ６ ０ Ｏ ５
机 械 装置 如 下 图 １所 示 ． 形 钕铁 硼 永 磁体 装 在 透 明圆 筒里 ， 圆 圆筒 的上 下 底 都 用 钓 鱼 细 绳 固定 住 ， 置 在 线 放 圈 的 内部 中偏 上部 分 ． 传 统 绕法 制 成 的方形 线 圈放 置 在 发 电机 外 部 ， 下 两端 的 四周 都 装 有 弹 簧 ， 两 条 用 上 用
到 一种 获 取海 洋 能 源并 将 其 转换 为 电能 高效 的、 型 的 、 保 的途 径 ， 有 广 阔 的应 用 前景 ． 新 环 具
１ 实 验 原 理
１ １ 电 磁 感 应 ．
电磁感 应 是 指磁 通 量 变 化 产生 感 应 电动 势 的现 象 ［ ． 实 验 的发 电原 理 利 用海 水 运 动 所 收集 到 的 波 ｚ 本 ］
感 应 电动 势 计算 公 式 ：
收 稿 日期 ： ０ １ ｌ 一 Ｏ ２ １一 １ ３
基 金 项 目 ： 江 师 范 学 院教 学基 金 资 助 项 目 （ｘ ０ ９ ７ ． 湛 Ｊ ＴＤ ２ ０ 一Ｏ ）
作 者 简 介 ： 海 清 （ ９ ９ ） 女 ， 东湛 江人 ， 江 师 范 学 院物 理 科 学 与 技 术 学 院 ２ ０ 洪 １８ 一 ， 广 湛 ０ ８级 学 生
湛 江 师 范 学 院 学 报
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Ｄ ｅ ．。 ０１ ｃ ２ １
Ｖ ｏ１ ３２ Ｎ Ｏ ６ ． ．
能 ． 用 波 浪 的运 动 ， 起 发 电装 置 里 的线 圈振 动 ， 利 引 振动 着 的线 圈不 断地 经过 内置 式 的永 磁体 ， 线 圈 切割 磁感 线 ， 导致 线 圈 里 的磁 通 量 发生 变 化 ， 而 在 线 圈 两 端产 生 感 生 电动 势． 圈 振 动 的 发 电 装 置 的 从 线
＊ 通 讯作者 ．
第 ６期
洪 海清 等 ： 浪能 发 电装 置 的设 计 波
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其 中 为永 磁体 运 动速 度 ， 为磁 链 ， ＾为轴 向高 度
１ ２ 机 械 共 振 ．
振 动就 是物 理量 在 某一 定 值 附 近反 复 变化 ． 验 中线 圈 的振动 可 以看 似典 型 的 弹簧 振子 ， 理想 的简 谐 实 做
能 源犹 如 人体 的血 液 ， 源工 业 作 为 国 民经 济 的基 础 ， 提 高人 民生 活 质量 和促 进 社会 经 济 发展 都极 为 能 对
重要． 如果新 的能 源体 系 尚未 建立 ， 源危 机将 席 卷全 球 ． 严 重 的状 态 ， 过 于工 业 大 幅度 萎 缩 ， 至 因 为 能 最 莫 甚
洪海清 ， 志 坚 ， 汉 兰 ， 郭 柯 吉 宪 ， 刘彬 强 ， 李 达 ， 张道 清 ， 黄 贞 陈 霞
（ 江 师 范 学 院 物 理 科 学与 技 术 学 院 ， 东 湛 江 ５ ４ ４ ） 湛 广 ２ ０ ８
摘 要 ： 据 电磁 感 应 和 机 械 共 振 的 原 理 。 计 了一 种 新 式 的 小 型 波 浪 能发 电机 设 备 。 备 成 本 低 ， 作 简 单 ， 依 设 具 制
抢 占剩余 的石 油 资源 而 引 发 战争 ． 了避 免能 源枯 竭 ， 为 目前美 国 、 拿 大 、 加 日本 、 盟 、 国等都 在 积极 开发 如 欧 中 太 阳能 、 能 、 洋能 （ 括 潮 汐 能 和波 浪 能 ） 可再 生新 能 源． 风 海 包 等 我 国波 浪 能 发 电技 术研 究 自 ２ ０世 纪 ７ Ｏ年代 开始 至 今 ， 已取得 了 巨大 的成 就 ［ ． 国波 浪 能发 电技术 研 １我 ］ 究 虽起 步较 晚 ， 发 展很 快 ． 国 的微 型波 浪 能技 术 已经 成 熟 ， 型 岸 式 波 浪 能 发 电技 术 已进人 世 界 先 进 行 但 我 小 列 ． 国沿 海 有效 波 高 约 为 ２ ３ｍ、 期 为 ９Ｓ的 波 列 ， 浪 功 率 可 达 １ ～ ３ Ｗ ・ｍ～ ， 海 湾更 高 达 ４ 我 ～ 周 波 ７ ９ｋ 渤 ２ ｋ ・Ｙ ． Ｗ ｎ 因此 ， 利用 海 水 波 浪 上下 运 动产 生 的频 率 ， 计 一 个 与波 浪 运 动 频 率 有 交 集 的发 电装 置 ， 装 置 设 此 以研 究 转换 效 率 较 高 、 成本 较 低 的 浮 子式 波浪 发 电技 术 为 目的 ， 以机 械共 振 为 基 础 ， 过对 波 浪 能 的利用 ， 通 找
导线 把 线 圈 的两 端分 别 与 二极 管 的两 极相 连 接 ， 形成 闭 合 回路 ， 二极 管装 在 发 电装 置 的 外 面 ． 电机 受 迫 振 当
动 时 ， 圈随外 部 振 动上 下 运 动 ， 内置 于其 内部 的永 磁 体 的相 对 位置 发 生 变化 ， 而 引起 磁 通量 的改 变 ， 线 与 进 导 致 线 圈 中产 生 交 变 的感 应 电 动势 ， 现 对 外部 的 供 电 ， 额 定 电压 为 ２Ｖ 的二极 管 变 亮 ． 实 使
利 用 率 高 等优 点 ． 置 主 要 是 利 用 漂 浮 于 海 上 的直 箱 式 在 波 浪 作 用 下 相 对 运 动 来 驱 动 发 电机 振 动 ， 装 引起 共 振 ， 采 将 集 到 的 波 浪 能 转 化 为 电能 ， 较 好 的 实 用 和 推 广价 值 ． 有
关 键 词 ： 浪 能 发 电 机 ； 械 共 振 ； 转 化 率 波 机 高 中图分类号 ： Ｍ９７ Ｔ １ 文献标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０ ６ ４ ０ （ ０ １ ０ —０ ８ — Ｏ １０ — ７ ２ ２ １ ） ６ ０ Ｏ ５
机 械 装置 如 下 图 １所 示 ． 形 钕铁 硼 永 磁体 装 在 透 明圆 筒里 ， 圆 圆筒 的上 下 底 都 用 钓 鱼 细 绳 固定 住 ， 置 在 线 放 圈 的 内部 中偏 上部 分 ． 传 统 绕法 制 成 的方形 线 圈放 置 在 发 电机 外 部 ， 下 两端 的 四周 都 装 有 弹 簧 ， 两 条 用 上 用
到 一种 获 取海 洋 能 源并 将 其 转换 为 电能 高效 的、 型 的 、 保 的途 径 ， 有 广 阔 的应 用 前景 ． 新 环 具
１ 实 验 原 理
１ １ 电 磁 感 应 ．
电磁感 应 是 指磁 通 量 变 化 产生 感 应 电动 势 的现 象 ［ ． 实 验 的发 电原 理 利 用海 水 运 动 所 收集 到 的 波 ｚ 本 ］
感 应 电动 势 计算 公 式 ：
收 稿 日期 ： ０ １ ｌ 一 Ｏ ２ １一 １ ３
基 金 项 目 ： 江 师 范 学 院教 学基 金 资 助 项 目 （ｘ ０ ９ ７ ． 湛 Ｊ ＴＤ ２ ０ 一Ｏ ）
作 者 简 介 ： 海 清 （ ９ ９ ） 女 ， 东湛 江人 ， 江 师 范 学 院物 理 科 学 与 技 术 学 院 ２ ０ 洪 １８ 一 ， 广 湛 ０ ８级 学 生