摘  要

本文针对海洋能源领域中的水平轴变矩桨海流能发电装置系统进行设计。首先，介绍了系统的构成与原理，包括水平轴变矩桨和发电机组成的核心部分，以及锚链、浮标、导向器等附属设备。其次，分析了系统所面临的环境和技术挑战，如海流强度、海况恶劣等问题。最后，提出了一些技术方案，如采用先进的水动力性能优化算法、结构优化设计等，以应对挑战。本文旨在为水平轴变矩桨海流能发电装置系统的研发提供理论与技术支持。

水平轴变矩桨海流能发电装置系统旨在利用海流能够生成的机械能来产生电能。该系统主要由桨叶、转轴、变矩器、发电机和传动系统等组成。其中，桨叶采用三片可调的螺旋桨，能够适应不同海流条件，提高转化效率；转轴上装有可控的变矩器，能够调节转矩来适应不同的海流动态；发电机则将机械能转化为电能；传动系统采用齿轮传动，具有高效、可靠、稳定等特点。此外，为了提高系统的安全性和耐久性，还采用了专用材料和防腐蚀措施。该装置系统能够在不同海流条件下实现高效的能量转换，为开发海洋能源提供了可行性的方案。

关键词：水平轴；变矩桨；海流能；液压蓄能；发电装置系统

Abstract

This paper designs the system in the field of Marine energy. First, the structure and principle of the system are introduced, including the core part of the horizontal shaft torque rotor and generator, as well as the anchor chain, buoy and guide. Secondly, the environmental and technical challenges of the system, such as current intensity and harsh sea conditions. Finally, some technical solutions, such as advanced hydrodynamic performance optimization algorithm, structural optimization design, are proposed to meet the challenges. This paper aims to provide theoretical and technical support for the research and development of the ocean current power generation device system. The horizontal axis torque converter ocean current power generation device system is designed to use the mechanical energy generated by the ocean current to generate electricity.

The system is mainly composed of blade, rotating shaft, torque converter, generator and transmission system. The blade adopts three adjustable propeller, which can adapt to different current conditions and improve conversion efficiency; the rotating shaft has controllable torque converter to adapt to different current dynamics; the generator transforms mechanical energy into electric energy; the transmission system adopts gear transmission, which has high efficiency, reliability and stability. Furthermore, special materials and corrosion protection measures are used to improve the safety and durability of the system. The device system can achieve efficient energy conversion under different ocean current conditions, which provides a feasible scheme for the development of Marine energy.

Key words: horizontal axis; torque paddle; ocean current energy; hydraulic storage; power generating device system

目  录

摘  要

Abstract

第1章 绪论

1.1研究背景及意义

1.1.1 研究背景

1.1.2研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1国外研究现状

1.2.2国内研究现状

1.2.3发展趋势

1.3研究主要内容

1.3.1设计思路

1.3.2拟解决的主要问题

1.3.3设计内容

第2章 基于海流变桨距传动机构创新设计

2.1 水平潮流能水轮机能量捕获原理

2.2 变桨系统理论设计

2.3 海流变桨距传动机构

2.3 变桨系统机构设计

2.4 发电机系统机构设计

第3章 总体结构设计

3.1水平轴变矩桨海流能发电装置的功能单元的划分

3.1.1一次能源转换单元

3.1.2机械能传递单元

3.1.3发电单元

3.1.4控制与安全系统

3.2水平轴变矩桨海流能发电装置的工作原理

3.2.1能量流

3.2.2信息流

3.3水平轴变矩桨海流能发电装置的基本结构

3.3.1 叶轮

3.3.2 轮毂

3.3.3 主轴

3.3.4 齿轮箱

3.3.5 发电机

3.3.6 密封系统

3.3.7 对流装置

3.4.5 塔架

第4章 发电装置重要零件计算

4.1 水平轴变矩桨海流能发电装置总体设计方案

4.2塔架设计

4.3密封系统的设计

4.4制动系统的设计

4.5主梁载荷计算及强度校核

4.5.1 流体动力载荷

4.5.2 重力载荷

4.5.3离心力载荷

4.5.4 主梁的强度校核

第5章 三维建模及分析

5.1建模步骤

5.2系统机械模型分析

5.2.1海流能发电的原理及特点

5.2.2叶轮模型

5.2.3叶轮动量及能量捕获理论

5.3.3叶轮力学模型分析

总  结

致  谢

参考文献