硕士学问论文答辩.ppt

1硕士学位论文答辩报告,大连理工大学电气系硕士学位论文答辩报告姓名：扈焕江导师：陈希有教授专业：电工理论与新技术2009-06-25,2硕士学位论文答辩报告,研究对象燃料电池发电系统,论文题目燃料电池发电系统DC-DC变换器及缓冲器的设计,设计内容DC-DC变换器、缓冲器,3硕士学位论文答辩报告,报告内容,4硕士学位论文答辩报告,为什么课题背景,美国电视剧越狱,5硕士学位论文答辩报告,传统能源（火电）的主要问题效率低，利用率低污染严重面临能源危机破坏生态平衡,全球性的三大危机能源危机：石油和煤可再采45和164年环境污染：火电污染约占40生态破坏：气温以每年0.6摄氏度升高,为什么课题背景,6硕士学位论文答辩报告,为什么燃料电池简介,燃料电池原理,优点,高效、清洁、无污染、环境友好,化学能电能,电化学反应,应用,手机电池,备用电源,奥运客车,发电站,直接转化,7硕士学位论文答辩报告,为什么燃料电池发电系统结构,8硕士学位论文答辩报告,！不能直接接用电设备，必须采用变换器改善其输出特性,做什么燃料电池输出特性,V-I曲线：比较软，电压变化比较大电压比较低，一般为几十伏P-I曲线：最大功率点跟踪问题,9硕士学位论文答辩报告,航空静止变换器：114V交流家用：220V交流,输出电压：单个为0.6V左右电池堆为几十伏,燃料电池特性,做什么变换器要求1,实际应用,变换器的要求,升压,电压变换比较大,需稳定的直流电压,稳压,电池堆输出电流纹波影响燃料电池寿命,输出电流纹波也变换器效率,减小电池输出电流纹波,减小电磁干扰,电气绝缘和隔离,DC-DC变换器,10硕士学位论文答辩报告,做什么变换器要求2,负载突变,燃料电池设计工作在功率密度的最大值或低一点的值；动态响应较慢,燃料电池特性,实际应用,变换器的要求,跟踪最大功率点,输出直流电,交流负载,逆变,缓冲器,逆变器,11硕士学位论文答辩报告,燃料电池电能变换器的结构组成单向DC-DC变换器基于蓄电池或超级电容的缓冲器（辅助电源和双向变换器）逆变器,做什么电能变换器结构,？怎么分析设计单向DC-DC变换器和缓冲器,12硕士学位论文答辩报告,怎么做-（单向DC-DC1）推挽正激1,推挽变换器推挽正激变换器,加一个钳位电容,正激变换器：需引入磁复位电路，变压器单向励磁，开关管电压应力大,推挽变换器：存在变压器偏磁，开关管关断时会出现高的电压尖峰,钳位电容的作用：抑制电压尖峰和变压器偏磁，减小输入电流波动,！正是钳位电容的引入，使推挽正激变换器具有更大优点,13硕士学位论文答辩报告,怎么做-（单向DC-DC2）推挽正激2,工作波形,14硕士学位论文答辩报告,怎么做-（单向DC-DC3）仿真分析,输出电压和钳位电容电压,绕组电流和输入电流,绕组电压和开关管电压,15硕士学位论文答辩报告,怎么做-（单向DC-DC4）优点比较,推挽变换器,更低成本,关断电压尖峰,电流波动,变压器偏磁,存在偏磁,有效抑制偏磁,正激变换器,高频变压器,开关管电压应力,推挽正激变换器,单向励磁,双向励磁,16硕士学位论文答辩报告,怎么做-（单向DC-DC5）控制方法,电流型控制方法双环控制，设计复杂动态响应快稳定性好,17硕士学位论文答辩报告,怎么做-（单向DC-DC6）间接电流控制1,间接电流控制（ICMC）或无传感器电流控制（SCMC）,原理,基于电感（变压器绕组）的电压积分，实现对电感电流的间接取样,优点,具有更好的抗干扰能力，动态响应等,原理图,18硕士学位论文答辩报告,怎么做-（单向DC-DC7）间接电流控制2,！间接电流控制方法适用于推挽正激变换器,19硕士学位论文答辩报告,怎么做-（单向DC-DC8）控制性能分析,由控制系统开环传递函数得到波特图,相角裕度：,相角裕度：,电压环波特图,双环波特图,20硕士学位论文答辩报告,怎么做-（单向DC-DC9）功能实现,升压和电气隔离,减小输出电流纹波,稳压功能,燃料电池DC-DC变换器的功能实现,高频变压器,引入钳位电容，减小了输入电流脉动,21硕士学位论文答辩报告,怎么做-（单向DC-DC10）仿真分析,PSIM仿真电路,仿真波形,22硕士学位论文答辩报告,怎么做-（缓冲器1）,燃料电池,负载,辅助电源,燃料电池模型,功率流动方向,功率流动方向,蓄电池或超级电容,双向DC-DC变换器实现功率双向流动,23硕士学位论文答辩报告,怎么做-（缓冲器2）双向变换器1,在燃料电池、太阳能电池等场合得到了广泛的应用,Buck-boost双向DC-DC变换器,应用,优点,原理,结构简单、控制简单、成本低,电感电流波形,电路原理图,Buck状态,Boost状态,24硕士学位论文答辩报告,怎么做-（缓冲器3）最大功率点跟踪,原理简单、实现方便、跟踪精度高,最大功率点跟踪算法-扰动观测法,优点,原理图,每个周期观测电池的输出功率，与上一周期比较。如果功率增加，则继续按上一周期的方向变动；如果功率减小，则改变变动方向，最终达到稳态,控制流程,25硕士学位论文答辩报告,怎么做-（缓冲器4）仿真分析,PSIM仿真电路和波形,PSIM仿真电路,仿真波形（电感电流和蓄电池电压）,26硕士学位论文答辩报告,结果怎么样系统框图,系统硬件主要包括直流电源、高频变压器、电压采样电路、IGBT驱动电路、DSP芯片等,27硕士学位论文答辩报告,结果怎么样硬件设计1,直流电源设计,高频变压器设计,磁芯：铁氧体EE55/28/21,变比,原边副边绕组：绕在EE型磁芯中柱,采用三相不可控整流电路,28硕士学位论文答辩报告,结果怎么样硬件设计2,驱动电路设计,检测电路设计,主芯片为HCPL-316J,主芯片为HCNR200,29硕士学位论文答辩报告,结果怎么样软件设计,电压采样设计,主程序设计,对两个原边绕组电压同时采样,利用TMS320F2812的事件管理器产生PWM信号,30硕士学位论文答辩报告,结果怎么样装置照片,31硕士学位论文答辩报告,结果怎么样实验结果,钳位电容电压,输出电压,变压器绕组电压,32硕士学位论文答辩报告,进一步怎么做结论与展望,对推挽正激变换器，引入磁集成技术，将进一步减小输出电流纹波,开展基于DSP的buck-boost双向DC-DC变换器的实验研究,需进一步提高稳定性,完成整体实验，使得系统各部分能协调稳定地工作,燃料电池输出特性使得电能变换器十分重要,燃料电池电能变换器应包括单向DC-DC变换器、缓冲器和逆变器,间接电流控制的推挽正激变换器在燃料电池场合有较大优势,Buck-boost双向DC-DC变换器可用于最大功率点跟踪,结论,展望,33硕士学位论文答辩报告,总结,做什么,为什么,怎么做,结果怎么样,进一步怎么做,燃料电池是一种优越的新能源，成为近年研究的热点,设计燃料电池发电系统的DC-DC变换器和缓冲器,DC-DC变换器：间接电流控制的推挽正激变换器缓冲器：buck-boost双向变换器实现最大功率点跟踪,DC-DC变换器的实验结果和原理仿真分析基本一致,改善设计，完成整体实验,