波浪发生装置

三维不规则波造波机主要用于水池中，它由几十块宽度不大（一般0.4-1.0m）的推波板组成。每块推波板有一套独立的伺服控制系统驱动，各自接受电脑由造波软件所算得的控制信号。如各推波板的伺服控制器接受同一个不规则波控制信号，则在水池中产生正向的二维长峰波。如送给各相邻推波板伺服控制器的控制信号有一固定的相位差，则产生斜向长峰波。改变此相位差，就能改变波向。如各推波板的伺服控制器各自受由电脑根据波浪方向谱的要求算得的信号所控制，就能产生带有方向扩散因子的三维多向短峰不规则波。此类造波机工作时像蛇的运动，故又称蛇形造波机。它在研究段峰不规则波对海洋工程建筑物的作用时是很有用的 。

波浪发生装置推板式

产生波浪的方法很多，如气压式、冲击式等。较通用的是推板式（图1）。在动力驱动下，推板可做平行运动（适合于产生浅水波），或可作相当于推板底部被铰接，并以此为轴的前后摆动（适合于产生深水波），亦可以做介于这两者之间的摆动。推波板的前后运动推动水体产生波浪 。

波浪发生装置规则波造波机

电动的转动经典柄推动推波板等周期等振幅的运动，推动水体产生规则波。为了满足试验的不同要求，可改变电机的转速和曲柄半径，使所产生规则波的周期和振幅达到所要求的数值 。

波浪发生装置不规则波造波机

自然界中，水面的波浪都是周期和振幅随机变化的不规则波。其造波机是二维的，可产生不规则的长峰波；三维的，可产生具有方向谱的三维短峰波 。

将试验要求的波谱特征值输入电脑，电脑将它换算成随机波列信号，再经传递函数换算成推波板运动的信号，经D/A变换后定时地送伺服控制器（图2）。伺服控制器将此给定信号与经位移传感器实测的推波板位置信号比较，其误差信号经放大后送伺服驱动装置，驱动推波板前后运动产生波浪，形成闭环伺服系统。伺服驱动装置有用液压式的，亦有用交流伺服电动式的。波高仪测得的水面波动信号，经A/D变换后被采集进电脑，再经快速傅里叶变换等运算求得波普。如与所要求的谱特征值相差较大，则修改传递函数，生成新的推波板运动信号，重新造波。经数次反复迭代，可使实测到的波谱特性达到所要求的指标 。

江河波浪能稍有别于海洋波浪能，主要以水平方向运动所具有的动能为主，同时存在势能，其能量相对于海洋波浪能较低。为实现对江河波浪能的充分利用，必须解决目前江河波浪能发电所而临的三大难题:一是固定问题，由于江河多为水运要道，发电装置须不影响航运，且由于波浪能很不规律，浮于水而的发电装置易受波浪冲击;二是稳定性问题，由于波浪的运动没有规律性和周期J哇，受技术限制，波浪能发电装置只能将吸收来的不稳定波浪能转化为不稳定的电能;三是效率问题，江河中的波浪能相较于海洋波浪能能量较小，必须提高波浪能的利用效率才有实用价值。

江河波浪能是一种取之不尽的可再生清洁能源，且其分布而广，以武汉为例，就有长江、东湖等水系。目前江河波浪能的利用仅限于小功率发电，主要应用于导航浮标、灯塔等设备，波浪能的利用仍有很大的开发空间，具有良好的应用前景。

与一般的波能转换装置一样，浮标式波浪发电装置也包括三级能量转换：第一级是将波浪能转换为直接与海浪接触的中间部件的机械能或者海水的位能、压能；第二级是将上一级的能量转换为机械的动能；第三级是将上一级动能通过发电系统转换为电能。如图2所示的浮标式波浪发电装置组成简图。

由图2看出，在浮标式波浪发电装置中，一级能量机构是浮标，俘获波浪能转换为浮标的机械能，二级能量机构是齿轮箱和蓄能系统，将浮标的机械能转换为二级能量机构的机械能，三级能量机构是发电系统，将机械能转换为电能。

图3所示为浮标式波浪发电装置示意图，该装置主要由浮标1、浮筒2、龙门架3、齿条4等部分组成，其中浮筒内置齿轮箱换向定向系统6、蓄能系统以及发电系统8等。龙门架固定于浮标上，圆齿条通过一个旋转装置5连接在龙门架上，此处可以解决浮标在垂直波浪力以及水平波浪力综合作用下产生绕浮筒转动的问题，充分保证了齿轮齿条的啮合。浮标在垂直波浪力作用下沿浮筒上下往复滑动，在浮标上镶嵌青铜轴瓦，保证了浮筒与浮标之间的耐磨性。浮筒通过锚固定与海床上。

利用波浪能分别带动水平挡板一滑轮机构和浮子一杠杆机构上下往复运动，使其连接端的线圈和磁铁反向相对运动切割磁感线，实现波量能的利用，按照这一原理，对波浪能的发电装置进行了设计。通过对装置在运动过程中的受力分析进行simulink建模，并应用M atlas)编程模拟输入波浪，得到装置输出电势的波形图，电势近似为正弦波，幅值约为34 V.2100433B