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一种波浪能装置液压自治控制器的设计与试验

更新时间：2019-12-30 07:55:18 大小：2M 上传用户：xiaohei1810 查看TA发布的资源 标签：液压自治控制器 下载积分：1分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

为实现漂浮式波浪能液压转换装置小浪条件下间断发电,大浪条件下连续发电,提出一种利用液压系统自身压力作为判断是否发电,和执行主阀开、闭动作的液压自治控制器.该控制器主要由主蓄能器、空气弹簧、液压缸、一套执行阀和部分管路组成.详细描述控制器的组成与连接方式,分析其工作原理,介绍其具体的工作过程,并以实例说明设计过程中如何确定控制器的几个重要参数.对实型液压自治控制器进行试验,试验测得该控制器有较高的执行精度,完全可满足波浪能液压转换系统主油路开闭的控制,目前该控制器已应用到10kW漂浮鹰式波浪能装置的液压控制系统中,并稳定运行.

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第35卷第4期

2014年4月

太阳能学

ACTA ENERGIAE SOL～RIS SINICA

文章号：0254-0096(2014)04-0594-05

一种波浪能装置液自治控制器的

与

姜家卜3，游戈1”，盛松 1”，

群1~3，

王坤啉1’2，叶

(1．中国科学院广州能源研究所，广州510640；2．中国科学院可再生能源与天然气水合物重点

寅1’2

室，广州510640；

3．中国科学院大学，北京100049)

摘要：

自身力作判断是否

缸、一套和部分管路成。

程，并以程中如何确定控制器的几个重要参数。

漂浮式波浪能液

，和行主开、

描述控制器的成与接方式，分析其工作原理，介其具体的工作

型液自治控制器

主油路开的控制，目前控制器已用到10kW漂浮

装置小浪条件下

断

，大浪条件下

，提出一种利用液系

作的液自治控制器。控制器主要由主蓄能器、空气簧、液

行

例

明

行

，

得

控

制器有高的行精度，完全可足波浪能液

式波浪能装置的液控制系中，并定运行。

系

关

中

：波浪能；液

号：TH322

；自治控制

文献

分

：A

提高能量

效率。就需要在液

达前加一

引

言

个控制主油路开或关的液

(

称主 )，

漂浮式波浪能装置要在无人守条件下面

万化的海洋力条件，独立运行和海水境是其

工况特点，因此装置的最大限度地施行自

治控制，以减少复的外部控制，降低装置出故障

千

0-1

。

目前成熟的技是采用

磁

作

关

主。

必

磁

在通

通主路，断

主油路。

但是，在漂浮式波浪能装置上采用

磁

，存在以下

的几率⋯ 。目前漂浮式波浪能装置的

种多大多数波浪能装置由三能量

成怛J，液

装置，如海蛇口1(Pelamis)、牡蛎(Oyster)、点吸收

形式多

安全患：1)

磁

工作的力供

作需要定的力供，且随着液

的耗量大

装置中增加一个由蓄

。一旦

故障，主无法开启，主

油路便被期关，波浪能装置无法。而漂浮

式波浪能装置期浸泡在海水中工作，稍有不慎，便

会出控原件、水或受潮，供出故障

的可能性很大。2)波浪能装置在中存在

磁干，易信号，致控制系

。

磁

，

机构

的开启或关

系

力和流量的增大，开关磁

占主地位，世界著名的波浪能

幅上升，需要在波浪能

(Power Buoy)等，大多采用液

置是将装置吸收到的波浪能

。液

能，

装

池、整流充机、充控制器成的供

上的任何

系

液

供

系

出

蓄能器平滑功率后，

J。在年均波浪能密度达到20kW／m以上的区

域，液于不控制的。而

在我国，年均波浪能密度 4kW／m，种不控制

模式会因功率太小，

慢，而致效率很低。提高效率的策是在小浪

液

达．

机

系

模

路

系

的

生

出

的

液

机

速

指令。

控制主的可靠方案，笔者特研制

了一个“液自治控制器”，而且自治控制器

根据力平衡原理，依靠自身液

条件下

0— 1

一J，在大浪条件下

。

，

所

即利用主油路上的蓄能器，将小浪

装置俘的能量存到一定量，再以定功率

系

的

力

收稿日期：2012-01— 17

基金目：国家海洋可再生能源

金(GHME2011BL06)；中国科学院知

新工程重点目(KGCX2-YW-399+8)

通信作者：盛松 (1972一)，男，博士、副研究，主要从事海洋波浪能

方面的研究。shengsw@ms．giec．ae．cn

万方数据

595

4期

姜家等：一种波浪能装置液自治控制器的

与

力也增大，致油缸活塞向无杆腔运；反之，

主蓄能器17 放液能、力减小，活塞向有杆

腔运。因此，活塞杆的位置与主蓄能器内的

自

打开或关

主

，

0— 1

，大大降低

了前文所述的安全患，解决了波浪能装置的

控制

。

力有一一

关系。主蓄能器内能量放完

力分力达到

可的最小力P山和最大力P。。，通

算，得到相 P。i。和P。。的活塞杆端位

置，在此分安装叉形手柄15和14，并通手柄

和

1液自治控制器的成与工作原理

蓄

的

于系

本液自治控制器主要由主蓄能器、空气

量或

簧、液缸、

行和部分管路成，其接方式

力

如 1所示。液缸1的有杆腔接液系主

油路13，无杆腔接空气簧2，无杆腔的力与

15和14开启泄油 9和

油

7，

液

自治

空气簧2

接滑 5；滑 5安装在滑槽10内，只能沿

滑槽10做往复直；滑 5左右两端分

定安装末端杆4和前端杆6，两杆端部安装

7与前端杆6 于滑槽10的一

泄油 9与末端杆4 于滑槽10的另一，

7一端接液主油路13，另一端分

力

相等；液缸活塞杆通

控制器就可：在小浪情况下，当系

力小于

力下限P。。。，液缸活塞杆向左运，开

启泄油，关，主蓄能器逐步蓄液能，

运

固

主

使

力逐步升高；待力大于

缸活塞杆向右推，打开

上限P。，。，液

；

油

，

油

，开启主

液

，

放

蓄在主蓄能器内的液能，

机16做功

杆向右运，低于P⋯ 杆端打开泄油，由此

达及

油

系

；随着主油路力下降，油缸

接泄油 9和主开关11，泄油 9的另一端

接油箱8。油 7和泄油 9分安装完全

入下一程循。可

液

自治控制器完全由主

相同的叉形手柄14和15，叉形手柄

作，逆作。

开或关可以开关1 1提供或阻断高油，泄

9的开或关可以使主开关11 零或保

持既有力。主开关11充打开，

旋

蓄能器的力，

了波浪能装置在小浪情况下

开

旋

关

油

7的

0-1

。

然，液自治控制器也适用于大浪

工况：在大浪主蓄能器内的

主

条件下的

油

力

力大部分

在P⋯ 和p。。。之徘徊，当

力

主

力

提高，液

达的排量会自加大；反之小，

零

主

关。

形成

反

，再加上有主蓄能器的能作用，故

在波浪大到一定程度，能量

系

自

入

工况。即便力偶达到最低力

P⋯ ，致主

关

，但很快力又会达到P。。

再次开启。因此，液自治控制器可使波浪

装置小浪条件下，大浪条件

主

能

下

断

。

0-1

程中液自治控制器的工作程及

2、 3所示。

状

如

泄

打开

关

主

蓄能器能量

零

1)4 )

力

p。i。

状

1．液缸2．空气簧3．

7． 8．油箱9．泄油 lO．滑槽11．主开关

12．主 13．主油路14．叉形手柄15．叉形手柄

16．液达及机17．主蓄能器

4．末端杆5．滑 6．前端

油

状l

油

关

l主打开

蒙

状

1液自治控制器系

Schematic of the

autonomous

system

Fig．1

hydraulic

韵戮譬量lq 剿

主蓄能器17串接在主油路中。在0— 1

2液自治控制器

程

程里，随着主蓄能器17内蓄的液能增大，其

Processes of

autonomous controller

hydraulic

Fig．2

万方数据

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