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