文档介绍：武汉理工大学
硕士学位论文
燃料电池内阻测试用交流变频信号源研究与设计
姓名:张巍
申请学位级别:硕士
专业:控制科学与工程
指导教师:陈启宏
20100501
摘要开关管和逆变桥驱动四部分,重点进行/模块开关管选型、逆变桥缓冲电燃料电池作为一种清洁、环保的氢能源发电装置,已经成为全球研究的热点。电池内阻很大程度反映了燃料电池运行的状况,是一个重要的参数指标,对其进行测试具有重要意义。逆变交流信号源是内阻测试系统的重要组成部分之一,本文开展内阻测试系统用逆变交流信号源研究,重点解决频率和幅值宽范围可调问题,主要内容如下:基于状态空间法建立逆变器的数学模型。首先建立了连续域下的状态空间模型,将模型中负载从纯阻性衍生到任意负载。然后将连续状态空间表达式进行离散化,得到离散的状态空间模型。基于逆变器的离散状态空间模型,采用无差拍控制方式进行了电压单环和电压电流双环两种控制方法的研究。双环控制方法中,电流内环状态参量的选择方案有电感电流和电容电流两种,将两种方案在跟踪性能和抗扰能力两方面做综合比较,选择电流内环反馈方案进行双闭环设计。根据逆变交流信号源的性能指标及其应用环境,确定信号源总体方案,进行各模块的方案选择,包括/变换方式、/逆变主电路结构、逆变桥路设计和逆变桥驱动设计。本文所设计的燃料电池内阻测试信号源经过实践检验,输出波形良好,完全能够满足性能指标要求,与燃料电池内阻测试主控板联调成功,方便快捷测量出燃料电池电堆内阻值。关键词:燃料电池,交流信号源,无差拍,状态空间,双闭环
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导师┟:铭勿每期小咖彳诵签名:弪魏日期:趁红聋研究生┟:张磅象独创性声明学位论文使用授权书取得的研究成果。尽我所知,除了文中特以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定,即关机构或论文数据库使用或收录本学位论文,并向社会公众提供信息本人声明,所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及明并表示了谢意。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有服务。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑
第滦髀引言流阻抗法的优点毋庸置斛州。交流阻抗法要给被测对象施加一个正弦扰动,正弦燃料电池运行必须依靠电控系统组成一体化发电系统,由燃料电池发电机优化发电过程的重要参数指标,故燃料电池内阻测试作为燃料电池一体化发电频率连续变化的同时保证随着负载剂系绯氐缍的扰动信号源输出电流幅值一定。在以交流阻抗法为基础的内阻测试信号源分为两个部分:燃料电池内源,应用于各种功率电力电子场景。所以基于交流阻抗法的燃料电池内阻测试能源问题是当今时代最严重的问题之一,各国纷纷针对能源问题都在寻找一种行之有效的替代方法,但预计在二十一世纪未来的几十年,以石油为主导能源、以煤炭和天然气为辅助能源的三大能源构架将会持续在世界各国存在【俊H而石油和天然气都属于非再生性能源,专家估计将在四十年后这两种能源将从地球上消失。与三大能源构架问题伴随而来的就是全球性的温室效应,传统的将含碳燃料燃烧转化为电能和热能的方式不仅浪费资源而且带来了一些的污染问题【浚悍鄢疚廴尽⒂泻ζ逦廴竞鸵訡为主的温室气体污染。大气、海洋、森林遭受严重危害,人类赖以生存的地球正面临着严重的威胁。全球已经清楚认识到能源问题亟待解决的严峻性,一种节能减排、发展新能源的运动已经在全球倡导【俊F渲校饽茉醋魑R恢智褰唷⒒繁!⒖稍偕哪茉春芸煳巳嗣的目光,大力发展氢能源的利用技术成为全球趋势。燃料电池属于一种先进的发电装置,用电化学方法将氢能直接转化为电能,显示出突出优势【俊理决定燃料电池内阻很大程度反映了燃料电池运行的状况,是监控燃料电池、系统必不可少【。当前燃料电池内阻测试系统的研究已经成为热点。燃料电池内阻测试的方法有很多,常见的有三种:断流测试法,直接测试法和交流阻抗测试方法。要保证燃料电池电堆的正常运行、提高其可靠性,交阻测试主控板和燃料电池内阻测试信号源。后者实质是一个程控逆变交流电流系统的一个重要就是逆变电流源【.。武汉理工大学硕士学位论文
课题研究意义国内外研究现状天然气和煤炭这三大能源依然是世界主要的利用能源,三大能源构架带来的空方面,燃料电池内阻的监控和测量都具有重要意义。燃料电池内阻是保证燃料源的质量是燃料电池内阻测试可靠性和精度的保证。信号源的核心是一个可