固体氧化物燃料电池双极板材料发展综述

固体氧化物燃料电池(SOFC)作为第三代燃料电池,以其能量转换效率高、燃料适用范围广、对环境友好、全固态等诸多优势而备受关注.双极板(又称连接体)作为固体氧化物燃料电池的重要组成部分之一,在SOFC电池堆中起到串并联单体电池并隔绝燃料气体与空气的作用,对电池性能及商用成本有很大影响.不同材料的双极板存在不同的性能问题,主要都集中在导电性能、抗氧化性能、化学稳定性及热膨胀系数是否匹配等方面.本文综述了传统陶瓷材料、合金材料、新型陶瓷材料、复合材料双极板的发展历程及最新研究进展,并着重介绍了组分优化设计及表面改性(涂覆活性氧化物涂层、稀土钙钛矿涂层及尖晶石涂层等)两种方式对于合金材料抑制镉元素向外扩散的能力、抗氧化性及导电性的改善.综合分析表明,通过组分优化设计和表面改性弥补合金作为双极板材料的性能缺陷,尝试制备新型陶瓷材料或复合材料等途径,有望获得高性能、低成本的双极板材料,从而实现SOFC的大规模商业化应用.     

动车组用辅助变流器的风道散热仿真分析

通过软件仿真拟合出动车组用辅助变流器风道的风量-风阻曲线,并结合所选用风机在不同转速下的静压力-风量曲线(P-Q曲线)确定了风机工作点风量。利用该风量值计算出辅助变流器各元器件的稳态温度,用于评估该风道的设计与所选风机的匹配性能。最后通过温升试验验证了仿真分析的正确性。     

移相全桥变换器RC缓冲电路优化研究分析

移相全桥(PSFB)变换器在整流二极管关断时,其并联电容与谐振电感发生谐振,导致变压器次级电压出现较大的振荡尖峰,一般通过设置RC缓冲电路得以抑制.这里通过建立PSFB变换器的等效电路模型,揭示了RC缓冲电路对电压振荡的影响机理及对电阻功率损耗的影响规律.通过对电压振荡峰值及缓冲电阻功率损耗的折中考虑,给出了RC参数的最优选取方法.最后,通过实验验证了理论分析的正确性.     

地铁辅助逆变器新型控制策略研究

提出一种基于准比例-谐振控制与陷波器的新型地铁辅助逆变器控制策略,通过理论分析,实现在α-β坐标系下的输出电压谐波消除;并实现在输出电压存在不对称、谐波干扰等情况下的高精度锁相控制.通过软件仿真及硬件试验验证,该控制策略可有效抵抗非线性负载及单相负载对地铁列车中压母线(3N380 V)的干扰,实现逆变器无静差运行,符合我国地铁运营节能、高效的目标.     

自动代码生成在列车空调电源软件中的应用

自动代码生成是一种图形化的软件编写方法,因具有易编写、易仿真的优点,被应用在汽车、轨道交通、电力等行业的电控系统.首先介绍Matlab Embedded Coder自动代码生成的基本原理和流程,借助160 km/h标准动车组空调逆变电源软件开发,使用Simulink和Stateflow工具箱搭建控制模型,介绍了该电源启停时序、调制及冗余逻辑的模型实现;然后结合主电路模型进行仿真,并将控制模型自动生成代码,部署至TMS320F28335 MCU,通过样机试验,展示了自动代码生成在该项目上的有效应用和高效的优势,目前,该软件已成功装载在列车上.     

轻量化高强度镁合金过渡车钩研制

基于有限元分析方法对AZ80M高强度镁合金等温精密模锻成形进行了模拟,并进行了等温模锻成形试验。进行了镁合金过渡车钩的模具优化,进行了力学性能及局部解剖组织检验。结果表明,等温模锻成形的镁合金过渡车钩能满足拉伸500 kN和压缩550 kN的要求,且过渡车钩各区域组织均匀,力学性能良好。相比于钢制过渡车钩,AZ80M高强度镁合金过渡车钩减重51%(38→18.5 kg)。     

基于改进型滑模观测器与旋转高频电压注入法的永磁同步电机无传感器矢量控制(下)

永磁同步电机的无传感器矢量控制,其本质在于不使用位置检测传感器,只通过检测电机的定子电压、定子电流来估算转子的位置,进而实现转子磁场定向控制,也就是矢量控制。目前估算方法,工程上普遍采用的是滑模观测器法,但是滑模观测器法在电机低速运行时的转子位置估算精度很低,即便电机运行在中高速段,由于系统的惯性、状态变量的估算误差等因素,导致电机带载运行时存在高频抖动现象。为了弥补滑模观测器法的上述缺陷,提出了一种基于改进型滑模观测器与旋转高频电压注入法的永磁同步电机无传感器矢量控制算法,电机低速运转时使用旋转高频电压注入法以提高转子位置估算精度,中高速运转时使用改进型滑模观测器法以克服高频抖动。上述算法在一台额定功率为45 kW的三相凸极永磁同步电机上得以成功运用,试验结果验证了所提出的控制算法的有效性。