intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Tóm tắt khóa luận tốt nghiệp Công nghệ kỹ thuật cơ điện tử: Máy phát tịnh tiến dùng cho thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng

Chia sẻ: Tầm Y | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:9

42
lượt xem
2
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Việc tính toán, thiết kế thành công máy phát điện dùng cho thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng góp phần phát triển, khai thác, sử dụng nguồn năng lượng sóng phục vụ cho các nhu cầu hoạt động kinh tế xã hội trên biển và hải đảo. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung đề tài

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt khóa luận tốt nghiệp Công nghệ kỹ thuật cơ điện tử: Máy phát tịnh tiến dùng cho thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng

  1. MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài Ngày nay,quá trình công nghiệp hóa đang phát triển rất  nhanh dẫn đến nguy cơ  thiếu hụt các nguồn nhiên liệu hóa  thạch như than đá, dầu mỏ, khí đốt.Không những thế, việc sử  dụng nhiên liệu hóa thạch là một trong các nguyên nhân chính  gây ra biến đổi khí hậu và nó có ảnh hưởng nghiêm trọng tới  sức khỏe con người.Điều này đã và đang trở thành mối đe dọa   hiện hữu đối với tất cả  các quốc gia trên thế  giới. Do vậy,  việc nghiên cứu, sử  dụng các nguồn năng lượng mới, tái tạo  như: năng lượng gió, năng lượng mặt trời hay năng lượng   sóng biển là điều tất yếu và phù hợp với nhu cầu phát triển   bền vững của nhân loại. Nước ta là nước có bờ  biển rất dài,   khoảng hơn 3.200 km, và nhiều hải đảo, quanh đảo là biển.  Vì vậy năng lượng của sóng biển  ở ven bờ biển nước ta rất   lớn.  Khai  thác  năng  lượng sóng có  thể  bổ  xung một  phần   đáng kể vào nguồn năng lượng đang thiếu hụt của nước ta và  phù hợp xu hướng sử dụng năng lượng sạch, tái tạo trên thế  giới, đáp ứng nhu cầu phát triển bền vững. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Việc nghiên cứu phát triển máy phát điện tịnh tiến 5kW  góp phần xây dựng,phát triển nguyên lý, cấu tạo cho các loại   máy phát tịnh tiến sử  dụng cho nhiều mục đích khác nhau.   Việc tính toán, thiết kế  thành công máy phát điện dùng cho  thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng góp phần phát triển, khai   1
  2. thác, sử  dụng nguồn năng lượng sóng phục vụ  cho các nhu   cầu hoạt động kinh tế xã hội trên biển và hải đảo. Đối trượng và phương pháp nghiên cứu Dựa trên nguyên lý của thiết bị  máy phát điện chuyển  động   thẳng   như   của   Boström   và   M.Ericksson   [9,15],   công  trình đã xây dựng một mô hình cơ cấu máy phát điện chuyển   động thẳng phù hợp với điều kiện sóng Việt Nam, sau đó mô  hình hóa thiết bị dưới dạng đơn giản và lập chương trình tính   toán, mô phỏng số  cho hoạt động của thiết bị  để  tìm ra các   thông số  cấu tạo tối  ưu. Phạm vi nghiên cứu của đồ  án mới   chỉ  dừng lại  ở  việc xây dựng mô hình, mô phỏng tính toán  khảo sát các đáp ứng đầu ra của máy phát điện tịnh tiến theo   các thông số  cấu tạo khi biết trước chuyển động tương đối   của cuộn dây và nam châm của máy phát mà chưa nghiên cứu  cho toàn bộ hệ thống chuyển đổi năng lượng sóng (bao gồm  cả phao nổi). Nội dung nghiên cứu Chương 1.Tổng quan về  các loại thiết bị  chuyển đổi   năng lượng sóng. Chương 2. Mô hình máy phát tịnh tiến dùng cho thiết bị  chuyển đổi năng lượng sóng. Chương 3.Tính toán mô phỏng và xác định thông số cấu   tạo máy phát điện tịnh tiến 5kW. Chương 4. Thiết kế các chi tiết lõi máy phát điện. 2
  3. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC THIẾT BỊ CHUYỂN  ĐỔI NĂNG LƯỢNG SÓNG 1.1.Năng lượng sóng Sóng biển là các sóng bề  mặt xuất hiện tại tầng trên  cùng của biển hay đại dương. Chúng thường được tạo ra do   tác dụng của gió, nhưng đôi khi cũng do các hoạt động địa   chấn, và có thể  lan truyền hàng nghìn kilômét. Năng lượng  sóng là năng lượng tái tạo tạo  được lưu trữ  trong chuyển   động của sóng ở dạng động năng và thế năng. 1.2.Chuyển đổi năng lượng sóng Để  chuyển đổi năng lượng sóng biển, ta phải chuyển  đổi   thành   dạng   thế   năng,   động   năng   hiệu   dụng   rồi   mới   chuyển thành các dạng năng lượng khác theo mong muốn. 1.3.Những loại thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng Có các dạng thiết bị  chuyển đổi năng lượng sóng như  gần bờ, ven bờ, hay ngoài khơi, mỗi loại có  ưu nhược điểm   riêng.  1.3.1.Các hệ thống thiết bị ven bờ Các thiết bị  này thường là những công trình biển, xây  cố định, tốn kém và dễ bị hư hại do tác động khắc nghiệt của   môi trường biển. Các thiết bị  này chuyển đổi năng lượng từ  các sóng đứt quãng, không liên tục. 1.3.2.Các hệ thống thiết bị gần bờ 3
  4. Các hệ  thống thiết bị  gần bờ thường có một bộ  phận   cố định với đáy biển và một bộ phận nhận dao động từ sóng,   chuyển động tương đối giữa 2 bộ phận này sẽ  được chuyển  đổi thành cơ năng sau đó thành điện năng.  1.3.3.Các hệ thống thiết bị ngoài khơi Các thiết bị  thuộc nhóm này thường có mục đích khai  thác nguồn năng lượng lớn từ  các sóng lớn  ở  các vùng nước   sâu. 1.4.Thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng dùng máy phát tịnh  tiến Hiện nay đã có nhiều thiết bị  để  đề  xuất để  thu năng  lượng sóng biển, tuy nhiên chúng thường có bộ  phận cơ học  trung gian. Thiết bị  năng lượng sóng tịnh tiến có nhiều  ưu  điểm hơn các thiết bị khác. 1.4.1.Nguyên lý chung của thiết bị chuyển đổi năng lượng  sóng dùng máy phát tịnh tiến Năng lượng sóng biển qua 1 bộ phận trung gian rồi tạo  ra điện, qua bộ phân chuyển đổi để tạo ra dòng điện ổn định   để sử dụng. 1.4.2.Lựa chọn nguyên lý, cấu tạo thiết bị chuyển đổi năng  lượng sóng để nghiên cứu, phát triển. Cuộn dây chuyển động tịnh tiến trong khung nam châm   để tạo ra điện. 4
  5. CHƯƠNG 2.MÔ HÌNH MÁY PHÁT TỊNH TIẾN DÙNG  CHO THIẾT BỊ CHUYỂN ĐỔI NĂNG LƯỢNG SÓNG 2.1.Nguyên lý của máy phát điện tịnh tiến Máy phát điện tịnh tiến về cơ bản giống như một động   cơ  tịnh tiến và được sử  dụng như  một máy phát điện. Điều   này sẽ  giúp loại bỏ  những cơ  cấu trung gian phức tạp của   chuyển đổi chuyển động tịnh tiến thành chuyển động quay   khi sử dụng máy phát điện quay. 2.2.Cấu tạo của máy phát tịnh tiến không dùng lõi thép Máy phát điện tịnh tiến  ở  đây là máy phát nam châm  vĩnh cửu không dùng lõi sắt trong các cuộn  ứng.Cấu tạo của  máy phát tịnh tiến cũng 2 phần tạm gọi “stato” và “roto” được  đặt trong một ống trụ dài. 2.3. Các phương trình cơ bản mô tả hoạt động của máy phát Theo mô hình cơ  cấu của máy phát và nguyên lý hoạt  động của của máy phát thì công suất của máy phát phụ thuộc  vào các thông số hình học và vật lý. Hệ  các phương trình mô   tả hoạt động của máy đã được thu nhận. CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG VÀ XÁC ĐỊNH  THÔNG SỐ MÁY PHÁT ĐIỆN TỊNH TIẾN 5KW 3.1. Tính phân bố từ trường trong không gian chuyển động  của cuộn dây[1] Theo kết quả  phân bố  từ  trường ta nhận thấy, khi cho   thêm lót sắt non làm kín mạch từ thì từ trường sẽ phân bố dày  5
  6. hơn và đều hơn  ở  khoảng giữa 2 mặt nam châm so với khi  chưa lót sắt non. Khi đó, mật độ  từ  thông sẽ  lớn hơn, tương   ứng suất điện động sinh ra cũng sẽ lớn hơn. 3.2. Các thông số cấu tạo cơ bản của lõi máy phát 3.3. Mô phỏng tính toán công suất cho các mẫu máy phát thiết  kế Từ các phương trình của mô hình mô phỏng hoạt động  của   máy   phát,   đã   thiết   lập   được   chương   trình   tính   trong  Matlab để  tính toán mô phỏng và tính toán các thông số  cấu  tạo cần thiết. CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT LÕI MÁY PHÁT  ĐIỆN 4.1 Nam châm Nam châm có tác dụng tạo ra từ  trường cho máy phát  điện,   ở   đây   dùng   nam   châm   vĩnh   cửu.   Nam   châm   có   kích  thước như bản vẽ tại phụ lục. 4.2 Lõi sắt Lõi sắt có tác dụng   dẫn từ  trường cho nam châm, có  kích thước như tại bản vẽ của phụ lục. 4.3 Thanh trong chứa nam châm Dùng để chưa lõi sắt và nam châm rồi tạo thành khung  nam châm trong. 4.4 Thanh ngoài chứa nam châm 6
  7. Dùng để chứa nam châm và lõi sắt rồi tạo thành khung  nam châm ngoài 4.5 Đế Gồm   hai   đế   trên   và   dưới   để   cố   định   khung   dây   và   khung nam châm, định hướng cho khung dây chuyển động. 4.6 Vành ngăn cách cuộn dây Dùng để ngăn cách các cuộn dây trên khung dây. 4.7 Khung cuốn dây Có tác dụng làm khung để  cuốn dây là phần  ứng, và  định hướng chuyển động trong lõi máy phát. 4.8 Trục định hướng chuyển động Có tác dụng định hướng chuyển động của khung dây  trong lõi máy phát. 4.9 Ổ bi trượt Định   hướng   cho   trục   định   hướng,   làm   chuyển   động  trơn tru. KẾT LUẬN Phát triển mô hình và tính toán mô phỏng máy phát điện  5kW dùng cho thiết bị chuyển đổi năng lượng sóng là một quá  trình tương đối phức tạp với nhiều giai đoạn, đòi hỏi tư  duy  khoa  học,   ngoài   ra  nó  còn  đòi   hỏi   sự   kết   hợp  của   nghiều  ngành khác nhau, nhiều môn khoa học khác nhau. Mặc dù còn  thiếu một số kiến thức nâng cao và kinh nghiệm thực tế, kiến  7
  8. thức lý thuyết, nhưng với sự  giúp đỡ  của thầy giáo hướng  dẫn thì trong đồ  án này, em đã đạt được những kết quả  như  sau: Những kết quả đạt được Tìm hiểu và nắm được tổng quan nguyên lý cơ  bản  chuyển đổi năng lượng sóng, nguyên lý hoạt động của máy  phát điện nói chung, đặc biệt là máy phát điện theo mô hình  chuyển động tịnh tiến dùng nam châm vĩnh cửu. Xây   dựng   được   mô   hình   cơ   cấu   máy   phát   điện  chuyển động thẳng. Sử dụng ở mức cơ bản các công cụ thiết kế, lắp ráp,  mô phỏng của phần mềm thiết kế Siemens NX. Học tập thêm được 1 số kỹ năng tính toán bằng phần  mềm Matlab. Những mặt hạn chế Chưa tối  ưu được kích thước, vật liệu và hiệu năng  của lõi máy phát điện. Tính thẩm mỹ còn chưa cao. Tính bền vững và ổn định cơ học chưa được tính đến  do còn hạn chế về thời gian và kiến thức. Hướng phát triển 8
  9. Tìm hiểu các nguyên liệu để làm khung cuốn dây nhẹ  hơn, để  giảm bớt  đi năng lượng nâng khung cuốn dây lên  xuống thẳng đứng. Thiết kế thêm vỏ máy và phần phao nổi trên mặt biển  để  có một máy phát điện hoàn thiện. Từ  đó có thể  tính đến   bước sản xuất điện thương mại, đặc biệt nước ta có bờ biển   dài, cùng với nhiều hải đảo chưa có lưới điện quốc gia, thì  máy phát điện dựa vào năng lượng sóng này là vỗ  cùng hữu  ích. 9
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2