無人船是一種通過預(yù)設(shè)任務(wù)在水面自主航行的新型無人設(shè)備,其動力技術(shù)是決定其航程與工作能力的重點。無人船推進器使用柴油機或電機但兩種方式各有缺陷。混合動力技術(shù)是采用了兩種或兩種以上能源形式兼有其使用的能源形式的優(yōu)點且克服了傳統(tǒng)能源缺陷的新型動力技術(shù),但是應(yīng)用于無人船的混合動力技術(shù)少之又少,且無人船混合動力系統(tǒng)的電源管理系統(tǒng)是重要組成部分之一,但由于無人船的研究成本以及船只對水域面積的要求導(dǎo)致只能在計算機系統(tǒng)中模擬,對于實際的應(yīng)用缺乏技術(shù)支持,未有一種可行的應(yīng)用于混合動力無人船電源管理系統(tǒng)。本文根據(jù)項目實際需求對無人船技術(shù)、新能源技術(shù)以及混合動力技術(shù)的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用進行了充分的分析,采用理論結(jié)合實際并將多個系統(tǒng)進行整合的工程性思維,通過對電源管理系統(tǒng)的模塊分割、電路設(shè)計、樣機研發(fā)完成了油-電混合動力式無人船電源管理系統(tǒng)。電源管理系統(tǒng)是包括220V/24V AC/DC變換器、24V/24V三端口DC/DC變換器以及含220V交流發(fā)電機接口、24V直流電機的供電接口在內(nèi)的電源變換器,實現(xiàn)了對發(fā)電機、電池、推進器之間的協(xié)同工作,實現(xiàn)化學(xué)能、機械能與電能的轉(zhuǎn)換,具有高能量密度、高效性的特點。針對高速...

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
        1.1.1 無人船的出現(xiàn)
        1.1.2 新能源的發(fā)展
        1.1.3 太陽能新能源的利用
        1.1.4 風(fēng)能新能源的利用
        1.1.5 核能新能源的利用
        1.1.6 海洋能新能源的利用
        1.1.7 混合動力船的出現(xiàn)
    1.2 無人船及混合動力技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 無人船技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 混合動力技術(shù)發(fā)展與現(xiàn)狀
        1.2.3 柴電混合動力
        1.2.4 柴燃聯(lián)合動力
    1.3 論文的主要研究工作與安排
2 電源管理系統(tǒng)組成
    2.1 混合動力船電源管理系統(tǒng)
        2.1.1 無人船
        2.1.2 混合動力系統(tǒng)
        2.1.3 并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)
        2.1.4 串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)
        2.1.5 無人船混合動力系統(tǒng)
        2.1.6 無人船電源管理系統(tǒng)
    2.2 系統(tǒng)組成
        2.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        2.2.2 能量流動過程
        2.2.3 工作模式
        2.2.4 蓄電池模塊
        2.2.5 發(fā)電機模塊
        2.2.6 AC/DC模塊
        2.2.7 三端口DC/DC模塊
        2.2.8 控制模塊
    2.3 本章小結(jié)
3 混合動力式無人船電源管理系統(tǒng)方案設(shè)計與實現(xiàn)
    3.1 AC/DC模塊
        3.1.1 PFC電路
        3.1.2 PFC電路增益調(diào)制器
        3.1.3 PFC電路IAC引腳的輸入電阻計算
        3.1.4 PFC電路ISENSE引腳的檢測電阻計算
        3.1.5 PFC電路ISENSE引腳的RC濾波電路
        3.1.6 PFC電路PFC中的過壓保護
        3.1.7 PFC電路由RAMP1 引腳設(shè)置PFC的振蕩器頻率
        3.1.8 PFC電路PFC升壓電路元器件計算與選型
        3.1.9 PFC電路PFC開關(guān)管驅(qū)動電路
        3.1.10 DC/DC降壓變換器
        3.1.11 雙管正激變換器工作過程
        3.1.12 DC/DC降壓變換器的調(diào)制方式與控制方式
        3.1.13 DC/DC降壓變換器的開關(guān)管
        3.1.14 DC/DC降壓變換器的二極管
        3.1.15 DC/DC降壓變換器的輸出同步整流電路
        3.1.16 DC/DC降壓變換器的輸出電感與輸出電容
        3.1.17 DC/DC降壓變換器的變壓器
        3.1.18 輔助電路
        3.1.19 AC/DC模塊整體電路圖
    3.2 三端口DC/DC模塊與控制模塊
        3.2.1 AC/DC模塊對蓄電池充電回路
        3.2.2 DC/DC升壓變換器的功率管與二極管
        3.2.3 DC/DC升壓變換器的升壓電感與輸出電容
        3.2.4 DC/DC升壓變換器電路圖與控制電路
        3.2.5 DC/DC升壓變換器芯片電源
        3.2.6 推進器電能輸入
        3.2.7 三端口DC/DC變換器接口隔離電路
        3.2.8 三端口DC/DC變換器控制與切換電路
        3.2.9 整體電路圖
    3.3 PCB繪制
        3.3.1 PCB繪制軟件
        3.3.2 PCB布線策略
        3.3.3 PCB圖
    3.4 樣機實物
    3.5 本章小結(jié)
4 無人船電源管理系統(tǒng)方案測試與分析
    4.1 外觀與接口
    4.2 系統(tǒng)測試
    4.3 測試儀器與使用設(shè)備
    4.4 測試結(jié)果與分析
    4.5 系統(tǒng)裝機測試
    4.6 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 存在的問題與改進
    5.3 展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果
致謝



本文編號：3787376