20kW蓄电池放电机研究与设计——毕业论文

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1、毕业设计（论文）题目学院（系）：专业班级：学生姓名：指导教师：武汉理工大学本科生毕业设计(论文)任务书学生姓名程琪专业班级自动化0802班指导教师黄亮工作单位自动化学院设计(论文)题目:20kW蓄电池放电机研究与设计设计（论文）主要内容：设计一款20kW蓄电池放电机，放电机输入源为蓄电池，电压范围为300-430V，放电机由用户通过CAN总线控制，电压变化范围为360V-400V，电压纹波<1%，输出功率20kw，也可通过CAN总线将放电机控制在电流模式下，输出电流由用户通过CAN总线控制，变化范

2、围1-59A，纹波电流<1%。放电机采用隔离型boost升压架构，设计电路参数，建立电路模型并仿真；设计PID控制器，通过仿真确定PID参数。要求完成的主要任务:1.完成不少于2万印刷符，且与选题相关的英文文献翻译工作。2.查阅相关文献资料（论文参考文献不低于中文13篇，英文2篇）。3.撰写开题报告。4.掌握隔离型boost升压电路基本结构及原理，完成电路参数设计及各主要器件的选型。5.根据电路设计，建立电路动态仿真模型，并仿真。6.掌握PWM调制技术，设计PID控制器，MATLAB建模并完成系统

3、仿真7.绘制图纸3张必读参考资料：[1]林飞,杜欣.电力电子应用技术的MATLAB仿真.北京:中国电力出版社,2008[2]林渭勋，现代电力电子电路.杭州:浙江大学出版社，2002[3]陈坚，电力电子学—电力电子变换和控制技术.北京:高等教育出版社，2002[4]王兆安黄俊.电力电子技术.北京：机械工业出版社，2000指导教师签名系主任签名院长签名(章)武汉理工大学本科学生毕业设计（论文）开题报告1、设计（论文）目的及意义（含国内外的研究现状分析）目前，随着可循环利用能源的发展以及人们环保意识的提

4、高，加上在很多场合和设备的特定需求，蓄电池的应用越来越广泛。蓄电池的作用是把电能以化学能的形式储存起来，在需要使用的时候再将化学能转化为电能输出。由于蓄电池是由单组组成，为了检查出单体性能下降的电池，避免其影响整个蓄电池组的性能，必须使用放电机进行放电试验；另一方面，对蓄电池进行放电，可以活化极板，以免长期浮充电造成极板软化。本次设计的目的就是设计一款蓄电池放电机能够符合要求的对特定功率的蓄电池进行放电。本次设计的实质就是设计一个可控的DC/DC直流变换电路。按业界的称呼，AC/DC称为整流，包括

5、整流和离线式变换；DC/AC称为逆变；AC/AC称为交流/交流变频（同时伴随变电压），DC/DC称为直流/直流变换。我们可以采用多种方式和手段达到转换的目的，在几年前，最常用的方式就是以半导体器件搭成的电路来实现转换，而随着电力电子技术的发展，目前主要采用基于PWM技术的可控DC/DC变换电路。PWM（PulseWidthModulation）控制就是对脉冲的宽度进行调制的技术，常用的直流斩波电路就是采用的PWM技术。这种电路把直流电压“斩”成一系列脉冲，改变脉冲的占空比来获得所需要的输出电压。改

6、变脉冲的占空比就是对脉冲宽度进行调制，只是因为输入电压和所需要的输出电压都是直流电压，因此脉冲既是等幅的，也是等宽的，仅仅是对脉冲的占空比进行控制，这是PWM技术中最为简单的一种情况。基于PWM的DC/DC变换器由功率开关管、整流二极管、滤波电路和PWM控制电路等组成。其输入、输出间需要进行电气隔离时，可采用变压器进行隔离和升、降压。由于开关工作频率的提高，滤波电感L、变压器T等磁性元件及滤波电容C等都可以小型化。近年来，电力电子技术的快速发展和电力电子装置系统在军士、工业、生活及高新技术领域的广

7、泛应用，对电磁环境带来了严重污染，造成电网电能质量下降，干扰周围其他电气设备，导致可靠性下降乃至造成严重事故。从1996年骑欧洲已对电力电子装置引入电网的谐波和电磁干扰实施了严格的限制，开始执行新的安全指令：电磁兼容指令。对于常用的PWM型电力电子系统，工作波形是周期性脉冲系列，可能是方波、准方波、阶梯波、SPWM波或其它可变宽度的PWM波等波形，从频谱分析可知，各类脉冲信号含有丰富的高次谐波，其频谱可达脉冲频率的千倍次以上。因此，电力电子系统是一个很强的宽带电磁发射源。对于由PWM驱动信号所造成

8、的EMI问题，是国内外近阶段的研究重点之一，学者专家门期望通过各种途径解决这一难题，例如利用随机调制技术实现对EMI的抑制而不增加系统的体积。由于隔离升压DC-DC变换器有宽广的应用领域，目前它已经成为开关电源领域的重要研究热点。以美国VPEC为代表的国外研究机构展开了一些研究，但多处在理论仿真研究和小功率试验样机的阶段。基于Buck变换器的电压源变换器，虽然具有单向功率流、变换效率高、输出容量大、输出电压文波较小等优点，然后，电压源型变换器在负载过载甚至短路时，其功率开关电流的上