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程控交流电流激励源的设计与实现
姓名:胡艳军
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:全书海
20090501
摘要质子交换膜燃料电池在运行过程中,单片电池的内阻是决定其发电效率的关键参数,也是燃料电池是否正常的最直接反映,所以通过实时测量燃料电池堆的单片电池内阻,对确保燃料电池的安全、稳定、高效运行具有十分重要的意义。而在燃料电池内阻在线测试系统中,程控交流电流激励源作为整个测试系统的激励源显得尤为关键。本文正是以燃料电池内阻测试用程控交流电流激励源为研究对象,以:诵目刂破鳎ü鼶疍虳疉郊豆β时浠坏元的设计,实现了高精度、宽范围的变频调幅正弦交流电流的输出,主要研究内容如下:介绍了燃料电池内阻测试系统的总体方案,在对多种程控交流电流激励源系统方案进行比较分析的基础上,确定了直流变换与全桥逆变两级结构的电流激励源总体设计方案。并提出了/输出电压闭环和/电感电流与负载电流双电流闭环的三环控制,实现激励源的稳流输出。设计了程控交流电流激励源硬件电路,包括/直流转换主电路、/逆变主电路、信号采集电路、隔离驱动电路和主控制器外围电路等;分析了系统中存在的各种干扰,并提出了相应的抗干扰措施。详细分析了双极性、单极性和倍频单极性调制方式,并选用了倍频单极性调制方式。对/电感电流单闭环控制与/电感电流和负载电流双闭环控制进行了比较研究,选用电流双环控制作为本设计的控完成了基于刂破鞯牡缌骷だ聪低橙砑杓疲辛说缌骷だ聪统实验研究并对实验结果进行了分析,结果表明程控交流电流源系统能实现稳定的正弦电流波形输出,输出频率和幅值可根据设置的参数改变。取得了比较关键字:燃料电池;程控交流电流源;变频调幅;三闭环控制制方案,并通过仿真验证了电流双闭环控制的优势。好的控制效果。武汉理工大学硕士学位论文
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烨日期群山关于论文使用授权的说明独创性声明C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑本人声明,所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加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它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明并表示了谢意。研究生签名: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,即学校有权保留、送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅:学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。导师签名:日期:
第滦髀引言进入世纪,能源与环境问题成为当今世界各国关注的焦点,能源短缺和环境恶化已成为影响人类后代生存和发展的严峻问题。现在全世界依赖最深的主要能源仍集中于第一位的石油,以及分别占第二位及第三位的煤炭和天然气。其中,石油和天然气的蕴藏量较为有限,可能会在本世纪中叶日趋枯竭。同时,世界未来几十年的经济发展,还是要高度依赖石油和天然气,因此美国能源信息署在年碌摹誓茉凑雇簘中,预测石油和天然气仍是未来年增长最快的能源。同时现在引起全球气候恶化的温室效应,一半以上是由于目前的能源体系,即含碳化石燃料燃烧后所释放的S捎谖率移宓睦┥⒑痛为全人类共同的问题。‘联合国气候变化框架公约》臧臀、‘京都议定书:年日本ⅰ屠宓夯嵋槁废咄肌年印尼约敖诮衲月份在丹麦哥本哈根举行的联合国大会上通过年后全球气候保护条约等都是为研究解决能源和降低温室效应等这些问题所做的努力。人类社会发展至今,绝大部分的能量转化是通过热机过程来实现的。热机过程受卡诺循环的限制,不但转化效率低,造成严重的能源浪费,而且产生大量的粉尘、⒌5难趸和硫的氧化物等有害物质以及噪声。由此造成的大气、水质、土壤等污染,严重地威胁着人类的生存环境。因此,,开发清洁的可再生能源,已成为当今世界能源利用的发展趋势。其中,氢能作为一种有发展前景、可再生的清洁能源,已引起了人们的广泛关注。目前,氢能的利用形式主要有两种,一是直接将氢燃烧,使氢能转化为热能或电能;二是通过先进的发电装置,如饽茏;5缒堋H剂系绯厥且恢值缁У姆⒌缱置,不同于常规意义上的电池。燃料电池等温地按电化学方式直接将化学能转化为电能,它不经过热机过程,因此不受卡诺循环的限制,能量转化效率较高ァ,而且环境友好,几乎不排放氮氧化物和硫氧化物,呐欧帕武汉理工大学硕士学位论文气流动,使气候异常和由此引发的灾害无国界,因此,解决温室气体排放已成燃料电池
研究目的和意义也比常规发电厂减少%