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基于MPPT的热电转换能量调节器研究与设计
| 论文题名： | 基于MPPT的热电转换能量调节器研究与设计 |
| 关键词： | 汽车工业;热电转换;能量调节器;设计理论;最大功率点跟踪 |
| 摘要： | 近年来，随着汽车保有量逐年增大，其排放的高温尾气不但造成了环境污染且浪费能源，环保和节能已是目前汽车行业面临的两个重大问题。汽车尾气热电转换技术将尾气废热转换为电能，既绿色环保，又提高了燃料利用率，实现节能减排。热电转换系统的输出不稳定，受外界环境影响比较大，通过能量调节器实时调整系统的输出，保证系统以最大功率平稳输出尤为重要。本文研究内容如下： 首先，阐述了热电转换过程中温差发电的工作原理，根据传热学原理分析了热电转换系统传热模型，给实验提供了理论依据。接着，在优选热电模块的基础上，分析了其总体结构，并搭建了汽车尾气热电转换系统台架。依托该实验台架，研究并分析了热电转换系统的发电性能及其输出特性。 由于热电转换系统的输出电压不稳定，必须经过能量调节器调节，汽车尾气废热产生的电能才能供车载使用。根据热电转换系统的输出特性，确定了能量调节器的拓扑结构，分析了其工作原理，计算出主电路参数，包括高频变压器、滤波电路和功率器件。在PSpice电路仿真软件中进行了主电路参数仿真分析验证。在确定主拓扑结构的基础上，完成了控制电路设计。 在一定的外部环境下，热电转换系统存在唯一最大输出功率点，需要实时调节工作点，保证系统始终以最大功率输出，最有效的利用汽车尾气废热。通过 Matlab/Simulink仿真研究了最大功率点跟踪技术(MPPT)，提出了改进的最大功率跟踪算法，并在控制器上进行软件编程，采用能量调节器来调节系统工作点，实现热电转换系统的最大功率点跟踪。实验结果表明，本文设计的能量调节器具有良好的输出特性，调节速度快，能很好的实现汽车尾气热电转换系统最大功率点跟踪。 |
| 作者： | 魏飞 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 石英 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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