【正文】 費時間和經(jīng)歷。檢查畫面如下：圖44檢查畫面圖45中間線圈電壓隨時間變化輸出曲線圖46線圈1電壓隨時間變化輸出曲線圖47線圈3電壓隨時間變化輸出曲線 從三幅輸出曲線可以看出中間的線圈在相同時刻的輸出電壓絕對值要明顯大于旁邊的兩個線圈，這是因為它位于中間所以它所在的氣隙磁場強度要高于旁邊兩個，而且由于中間線圈兩旁結構對稱，所以可以看到它的波形更加的接近與正弦波，同時可以看出旁邊兩個線圈的電壓輸出曲線十分相似，這是由于模型的對稱性的體現(xiàn)。在輸出曲線中我們可以看到第二動子和第三動子期間的電壓最大值要大與第一和第四動子的電壓最大值，這個是因為雖然我們用絕磁材料盡量限制磁路都只通過動子面向Z軸的正下方，但實際上有漏磁，故而在中間位置時，定子正好在整個動子塊的中間，氣隙磁場最強，故而輸出電壓更大。它在0s時和75Ms時的磁場強度分布圖如下：圖48零秒時的磁場分布俯視圖圖49零秒時磁場分布的主視圖圖410 74ms時的磁場分布圖第五章 橫向磁場永磁直線發(fā)電機輸出電能轉(zhuǎn)換裝置設計由于波浪能的不穩(wěn)定，所以發(fā)電機的輸出電能的頻率和電壓都不穩(wěn)定，諧波很大。所以發(fā)電機發(fā)出來的電能無法被直接使用，必須要經(jīng)過整流處理，我所選著的方案是交—直—交方案。 轉(zhuǎn)換裝置的整流電路部分圖51全波整流電路電路原理：如圖所示，當圖中所標正端電壓為正時，電流通過D2和D5向電容（電容僅僅代表一個儲能元件，并不一定要用電容。）充電，在發(fā)電機正弦波的負半部分則通過Ｄ３和D４向電容充電。這樣將發(fā)電機發(fā)出來的正弦交流電經(jīng)過上邊的全波整流電路轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妰Υ嬖陔娙莸葍δ茉?nèi)， 轉(zhuǎn)換裝置的逆變電路部分 逆變電路PWM控制的基本原理 PWM（Pulse Width Modulation）控制就是對脈沖的寬度進行調(diào)制的技術，即通過對一系列脈沖的寬度進行調(diào) 制，來等效地獲得所需要波形（含形狀和幅值）１用PWM取代正弦半波 將正弦半波看成是由N個彼此相連的脈沖寬度為pπ／Ｎ，但幅值頂部是曲線且大小按正弦規(guī)律變化的脈沖序列組成的?！舭焉鲜雒}沖序列利用相同數(shù)量的等幅而不等寬的矩形脈沖代替，使矩形脈沖的中點和相應正弦波 部分的中點重合，且使矩形脈沖和相應的正弦波部 分面積（沖量）相等，這就是PWM波形◆對于正弦波的負半周，也可以用同樣的方法得到PWM波形。面積等效原理內(nèi)容：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時，其效果基本相同。其中沖量是指窄脈沖的面積，效果基本相同是指環(huán)節(jié)的輸出響應波形基本相同。如果把各輸出波形用傅里葉變換分析，則其低頻段非常接近，僅在高頻段略有差異?！　　D52用PWM取代正弦波 逆變電路的控制方法調(diào)制法：把希望輸出的波形作為調(diào)制信號，把接受調(diào)制的信號作為載波，通過信號波的調(diào)制得到所期望的PWM波形[13]u0信號波Ur載波Uc調(diào)制電路圖53　單項橋式逆變電路圖54單極性PWM控制方式波形電路工作過程：1．工作時V1 和V2 通斷互補，V3 和V4 通斷也互補， 比如在uo 正半周，V1 導通，V2 關斷，V3 和V4 交替通斷。2．負載電流比電壓滯后，在電壓正半周，電流有一段區(qū)間為正，一段區(qū)間為負。 在負載電流為正的區(qū)間，V1 和V4 導通時， uo =Ud 。 V4 關斷時，負載電流通過V1 和VD3 續(xù)流， uo =0。在負載電流為負的區(qū)間，仍為V1 和V4 導通時，因io 為負，故io 實際上從VD1 和VD4 流過，仍有uo =Ud 。 V4 關斷，V3 開通后，io 從V3 和VD1 續(xù)流，uo =0。uo 總可以得到Ud 和零兩種電平。3. 在uo 的負半周，讓V2 保持通態(tài)，V1 保持斷態(tài)， V3 和V4 交替通斷，負載電壓uo 可以得到Ud 和零兩種電平。單極性PWM控制方式: 為正弦波，載波uc 在ur 的正半周為正極性的三角波，在ur 的負半周為負極性的三角波。 的正半周，V1 保持通態(tài)，V2 保持斷態(tài)。 uc 時使V4 導通，V3 關斷, uo =Ud 。 uc 時使V4 關斷，V3 導通，uo =0。 3. 在ur 的負半周，V1 保持斷態(tài)，V2 保持通態(tài)。 當ur uc 時使V3 導通，V4 關斷，uo =Ud 。 當ur uc 時使V3 關斷，V4 導通, uo =0。第六章 結論和工作展望對于波浪能發(fā)電，由于其能量分散，且由直線往復運動的特點，故而我們設計了一種永磁直線發(fā)電機，這種發(fā)電機省略了電勵磁線圈和中間機械傳動裝置因而具有體積小，能量轉(zhuǎn)換效率高的特點。但由于波浪運動的不規(guī)律性，導致發(fā)出來的電能的頻率和幅值的波動都很大，電能質(zhì)量很差，很難被直接利用，所以在這里我添加電力電子外電路，對發(fā)出來的電能進行整流，然后運用pwm調(diào)頻調(diào)幅技術把它進行逆變成我們想要的恒頻恒幅的交流電，以便運用。同時由于稀土電機雖然擁有很多優(yōu)點，但它的稀土永磁體價格依然很高，所以一個發(fā)電機單位輸出功率所需要的永磁體體積就成為衡量電機設計優(yōu)劣的重要指標之一，所以在之后我對永磁體的尺寸進行優(yōu)化，首先進行理論估算，假定波浪一般平均的流速為1M/s，這樣得到發(fā)電機的發(fā)電頻率，當然這只是個大概的平均值，然后采用唐任遠院士在現(xiàn)代永磁電機理論與設計一書中所公布的一般永磁電機的氣隙磁通波形系數(shù)等數(shù)據(jù)，當然這個數(shù)據(jù)也是一個近似值，把這些數(shù)據(jù)代入到公式中后求得了大概的最佳永磁體體積。然后在這個體積附近取了一些數(shù)據(jù)，用有限元軟件ansoft進行模擬，驗證了理論，得出結論，:我們的每塊永磁體體積為665MM3。經(jīng)過這些優(yōu)化設計我們的電機的具體參數(shù)如下表: 表61電機參數(shù)表極數(shù)18每槽線圈匝數(shù)167定子內(nèi)徑20mm相數(shù)1定子外徑50mm常規(guī)氣隙厚度1mm定子槽數(shù)18動子之間絕磁材料外徑62MM定子軸向厚度18mm動子之間絕磁材料內(nèi)徑51mm動子內(nèi)徑51mm動子之間絕磁材料軸向厚度18mm動子外徑63mm永磁體長12動子軸向厚度18mm永磁體寬3定子和動子材料為steel1010, 永磁材料選用ndfe35(Hｃｂ＝890KA／ｍ，Ｂｒ＝).，希望以后能根據(jù)所設計的模型實際建造一個樣機，能夠在實際中看到它的發(fā)電性能。，所以一些在實際運行過程中必須考慮的因數(shù)被忽略掉了，比如在永磁體和整個電機周圍都是要最少涂上一層抗腐濁和絕緣的涂料。在實際運行中可能要考慮的機械磨損，溫度變化說導致的永磁體磁性變化等都沒有做。希望以后有機會能做。參考文獻[1] 游亞戈 , 李 偉, 劉偉民 , 李曉英 , 吳 峰 海洋能發(fā)電技術的發(fā)展現(xiàn)狀與前景【J】.電力系統(tǒng)自動化， 2010 ，34（14）[2] 唐任遠．現(xiàn)代永磁電機理論與設計【M】．北京：機械工業(yè)出版社，1997．[3] 唐任遠．稀土永磁的新進展及其在電機中的應用【J】．電工技術雜志，1986（6）．[4] 宋后定，陳培林．永磁材料及其應用【M】．北京：機械工業(yè)出版社，1984．[5] 胡淑華，鄭寶財，唐任遠．稀土永磁電機發(fā)展趨勢—【J】．電工技術雜志，1995（4）．[6] 劉婷，永磁發(fā)電機優(yōu)化仿真設計的研究【D】 西南大學，2011[7] 郭振宏，趙丹群，唐任遠等．永磁同步電動機磁路設計計算研究【C】．1994全國永磁電機學術交流會論文集．1994[8] 王少杰，【M】.上海：同濟大學出版社，2006[9] 鄭文鵬，基于標量磁位三維有限元法新型橫向磁場電機設計與研究【D】上海大學，2006[10] Weh H，May H. Achievable force densities for permanent magnet excited synchronous machine With new configurations. Proceedings of ICEM，1986 .[11] 晏清 , 劉雷, 海洋可再生能源——我國沿海經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要支撐【C】.世界經(jīng)濟與政治論壇， 2012 ，3[12] 陶果，鄧琦， 邱阿瑞， 范航宇，永磁直線波力發(fā)電機的磁場分析與參數(shù)計算【J】. 清華大學學報(自然科學版) 2007,47(1)[13] 李革，唐任遠．電機用銣鐵硼永磁高溫下退磁特性研究【J】．磁性材料和器件，1996．[14]趙博，張洪亮等．Ansoft 12在工程電磁場中的應用【M】．北京：中國水利水電出版社，2010, [15]王兆安，劉進軍等．電力電子技術【M】．北京：機械工業(yè)出版社，2012, 致謝本篇論文是在謝嘉老師的悉心指導之下完成的，他嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選定到項目的最終完成，謝老師都始終給予我細心的指導和不懈的支持。由于大學即將畢業(yè)我要實習工作，謝老師體諒我們的難處，總是放棄寶貴的周末放假時間對我們進行指導，不論何時，只要我們有問題需要他，謝老師都能以百倍的細心和耐心來幫助我們。在此謹向謝老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。同時，感謝實習單位中的領導和同事，是他們的關照，使我能夠在不影響工作的前提下在實習單位中忙與工作無關的事情—做畢業(yè)設計。使我有更多的時間來順利的完成和完善畢業(yè)設計。大學的四年時光彈指間走向盡頭，在這四年里，我有幸得到了學院各級領導及老師們的傾心指導和熱情幫助。在學習上，我學到了許多寶貴的專業(yè)知識和實踐技能；生活上，得到各級領導與同學們的熱心幫助；在思想上，樹立了成熟和正確的價值觀。感謝我們可愛的09電氣系的同學們，在這四年中，我們共同度過了美好的大學四年時光，也一起成長。感謝你們親人一般的關懷。我們在一起的點點滴滴，見證了我寶貴的青春年華，此情一生難忘。最后，我要感謝我的父母，是他們給了我生命，并辛勤勞作，省吃儉用的供養(yǎng)我，將我培養(yǎng)成才，雛既壯而能飛兮,乃銜食而反哺。第 38頁 共 41頁