应用于波浪能发电的双凸极直线电机驱动控制系统设计文献综述

文献综述

1. 课题背景与意义 随着人们环保意识的觉醒和人们对不可再生资源过度使用的担忧，新能源的研发已成为一个紧迫的问题。

波浪能作为丰富的海洋能源之一，相对于其它可再生能源，有其独特的优势：风吹过海洋将风能转换为波浪能，波浪能可以传播数公里几乎没有能量损失[1-2]；波浪能储量大，全球可供开发的波浪能约30亿千瓦[3]；波浪能分布广[4-5]；较于风能、太阳能，功率密度最高[6]；波浪能转换器高达90%的时间都在用作发电，用于风能和太阳能发电转换设备工作时长仅为20%-30%[7]；对波浪能的可预测性远远大于对于对风能的可预测性[8]；波浪能资源开发得当可以很好地满足人类的需求，因为世界上约37%的人口生活在海岸线90公里的范围内[8]。

据估计，欧洲每年产生2800亿千瓦时的波浪能，而美国每年产生约2550亿千瓦时的波浪能[9]。

我国拥有漫长的海岸线，可利用的海域也非常广阔，据调查，波浪能量密度测试约为每米4至6千瓦[10]，但与国外相比，我国波浪能的发展滞后了近10年。

我国的海洋面积和海岸线长度远远超过许多国家，如果能有效地开发和利用波浪能，我国的海洋能将具有良好的开发和应用前景。

根据发电机将海水波动的能量转化成电能的不同方式，基本可以分为间接驱动式和直接驱动式这两种方式，即旋转电机和直线电机。

由于波浪运动的速度比较慢、频率比较低，使用旋转电机的话必须通过液压系统、气压涡轮机系统或离合器齿轮箱系统将波浪机械能转换成能使发电机转子持续高速旋转的能量。

这种能量转换的中间环节大大增加了系统的复杂性，同时也降低了能量转换的效率和系统的稳定性。

相比于间接驱动式发电系统，直驱式发电机直接通过浮子的往复直线运动将动能转换成电能，省去了中间的转换装置。