船用嵌入式保护装置通信接口设计

船用保护装置中的通讯方式通常采用modbus/tcp通信,经常出现1对多、多对多的通信场景。本文以STM32103ZET6和网络芯片DM9000c为核心,设计了一种船用保护装置嵌入式双以太网接口。通过对DM9000c进行初始化、数据包封包和解析,并通过FSMC对DM9000c进行读和写,DM9000c则负责数据的发送和接收。文中详细描述了硬件电路板设计思路和软件设计流程。该设计能进行信息的高速传输,实现以太网口拓展功能。

基于模型的船用燃料电池空气系统流量控制研究

本文从分析空压机MAP特性和节气门流量特性入手,研究了船用燃料电池发电模块空气系统建模机理,介绍了空压机MAP图数据处理方法、MAP数据拟合公式、等效节气门系数计算,并建立了空压机和节气门MATLAB/SIMULINK模型。模型搭建完毕后,用RMZA-70K船用燃料电池发电模块台架试验数据对空气系统模型进行修正和调校,最终使得仿真误差精度满足空气系统控制策略研究。从空气系统模型仿真数据中辨识提取流量传递函数,验证传递函数的精确度后,在上述船用燃料电池空气系统开环模型的基础上引入PID控制器,仿真了三组PI参数下空气流量的响应特性,完成PID控制器的参数整定,初步验证了流量控制策略的可行性,为燃料电池流量控制系统台架调试提供依据。

基于支持向量机与特征降维的直流断路器机械故障诊断技术研究

直流断路器机械故障诊断算法是直流断路器机械状态在线监测系统的核心部分。文中进行了直流断路器机械故障模拟实验,采集不同故障下的线圈电流及振动信号,对其进行特征提取后,将电流特征、振动短时能量特征、小波包频带能量特征排列组合,利用支持向量机构建故障诊断模型。文中使用主成分分析法及Relief⁃F算法对不同特征组合降维,进一步分析特征组合降维后的诊断效果,并通过K⁃Fold交叉验证算法评估单一特征和特征组合训练输出的诊断模型选取分类性能最优的诊断模型。

氨基功能化气相二氧化硅材料的制备及其吸附二氧化碳性能研究

采用等体积浸渍法制备了一系列不同聚乙烯亚胺(PEI)负载量的气相SiO_(2)作为CO_(2)吸附剂。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TGA)、红外光谱仪(FT-IR)和氮气物理吸附仪对吸附剂的组成结构、PEI实际负载量及热稳定性进行了表征。研究了PEI相对分子质量及负载量、环境温度对吸附剂吸附CO_(2)性能的影响,发现当PEI的相对分子质量为600、负载量为50%(质量分数)、温度为100℃时,50%-PEI(600)-SiO_(2)吸附剂对CO_(2)的吸附性能最优,吸附量可以达到130.6mg/g,且在5次循环后性能损失仅为4.8%,表现出了优异的循环性能。同时,该吸附剂成本低廉,在锂电池热失控烟气中CO_(2)吸附方面具有较好的应用前景。

基于Modelica的船舶电力推进系统仿真研究

船舶电力推进系统的仿真建模技术研究多集中于数学模型,对设备模型实际物理结构的关注不多。针对这一现状,本文基于Modelica建立了船舶电力推进系统推进装置部分的仿真模型,直接面向物理结构提出了一种基于dq坐标等效电路的Modelica六相永磁同步电机模型。基于所建立的推进装置模型,进行了系统及仿真验证,结果表明所建立模型较好地模拟了电力推进系统的运行状态,适合于系统工程中系统级的仿真验证。所建立模型在实际工程中更加易于在不同领域的设计人员中流通使用。

电力推进船舶低电压故障穿越技术研究

低电压故障穿越技术是电力推进船舶的重要功能。本文以中海油某型双燃料电推PSV为例,通过分析不同短路点,归纳短路试验试验点选取方法。随后,针对欠压引起的非故障母排发电机电压超调,指出需通过励磁调节器的正确配置予以限制。最后,对各关联系统的设计原则进行了总结。依照本文方法,可有效避免短路故障造成的全船失电。

船用锂电池充放电装置设计

介绍了基于双向DC/DC变换器和AC/DC整流模块设计的锂电池充放电装置硬件回路,阐述了锂电池充放电装置的软件设计架构、主要功能,及软件控制策略。基于船用锂电池充放电装置的设计,选取锂电池组进行了充放电试验,试验结果验证了该充放电装置的有效性。

船用推进变频器冷却系统设计仿真及应用研究

推进变频器的冷却系统设计好坏直接关系到船舶电力推进系统运行的稳定性和可靠性。本文设计了一种船用推进变频器冷却方案,并进行了热计算和仿真。计算和仿真结果显示运用此冷却方案变频器各部分温升均不超过使用限制,完全满足变频器船用要求。将此冷却方案应用到了产品上,各项指标正常,此变频器冷却系统工程设计及应用具有理论意义和参考价值。

新型钢轨电位限制装置设计与研究

系统性总结了地铁钢轨电位异常升高的内因与外因,针对钢轨电位限制装置主接触器操作过电压问题,建立相应回流系统物理模型,分析操作过电压的机理,提出并联弧隙消除操作过电压的方法并验证其有效性;针对钢轨绝缘局部损坏导致过渡电阻分布不均的问题,设计了一种可控动态电阻装置,抑制钢轨电位异常升高;基于上述理论和方法,设计了一种新型钢轨电位限制装置,在地铁现场开展工程实施和验证。

T型三电平逆变器开路故障诊断方法研究

本文以三相T型三电平逆变器为研究载体,以开关器件开路故障作为研究对象,采用“数据采集-特征提取-特征识别-软硬件部署”的工作范式,提出基于数据驱动的开关器件故障诊断方法。通过搭建完整诊断仿真平台,在基波周期时间尺度给出诊断结果,取得了95%以上的故障诊断准确率。

船用推进变频调速装置保护技术研究

推进变频调速装置是船用电力推进系统关键组成部分,一旦损坏不能正常运行,将导致全船整个推进系统瘫痪,失去前进动力。基于推进变频调速装置在船用电力推进系统中的重要使命,本文针对船用变频调速装置可能存在的故障类型进行了分析,提出了相应故障类型的保护要求,给出了保护方法,并对关键保护技术进行了试验验证。试验结果满足设计要求,证明了保护方法的可实现与有效,提高了船用动力系统的可靠性,具有较高的理论研究价值和工程应用价值。

基于OPC-UA的舰船智能化标准通信协议研究及展望

舰艇智能化、无人化已经成为当前发展的重要方向。本文总结现有现场总线现状及其发展趋势,提出基于OPC-UA开展舰船标准化通信协议研究的思路。分析了舰船智能化通信协议的发展需求,结合OPC-UA通信协议相关特征的分析,论证了技术路径的适用性、可行性和先进性。为推动舰船智能化发展提供相关解决方案。

热电池正极材料的研究进展

本文综述了正极材料的最新研究进展,包括正极材料的制备、表征及其在热电池上的性能应用,并对比了不同材料的优劣势,最后对热电池正极材料未来的发展方向进行了展望。该进展对发展高性能、低成本的转换型电池及其在工业上的大规模生产具有重要意义。

锂硫电池硫基正极材料研究进展

锂硫电池由于具有高理论比能量密度(2600 Wh/kg)、高理论比能量(1675 mAh/g)、原料低廉、环境友好等优点,逐渐成为继锂离子电池之后的又一研究热点。正极作为组成电池的关键部件,由于穿梭效应所造成的电极腐蚀及多硫化物溶解等现象极大阻碍了锂硫电池的实用化进程。本文从硫基正极材料改性角度入手,介绍了近年来对于单质硫基复合材料及非溶解机制含硫正极材料的研究进展,包括碳/单质硫复合材料、金属氧化物/单质硫复合材料、硫化碳炔正极材料等。最后对硫基正极的未来发展方向进行了总结和展望。

气体循环泵国内外研究现状

气体循环泵是燃料电池系统中关键元器件,能为系统提供动力氢气和氧气,满足电化学反应足够的气体压力要求。本文以氢气循环泵和富氧循环泵为研究对象,详细介绍了其工作原理,简述了不同型式气体循环泵的优缺点,分析了国内外研究应用现状并对比了差距,指出了国内目前存在的短板问题,得出了产业链和关键核心部件需要完善突破的结论,为今后气体循环泵的国产化研究提供了方向。

低压大电流DCDC变换器并联均流控制研究

本文讨论了低压大电流工况下移相全桥变换器双模块并联电流失衡机理与均流控制技术。该技术采用电压环、电流环与均流环三环平均电流控制结构,给出了控制系统设计原则。利用Matlab仿真与一台10 kW样机分别进行仿真与实验验证,验证结果表明该控制结构有较好的自适应性,能够兼顾负载调整率与均流精度。

便携式燃料电池技术的研究进展

本文重点论述了关于便携式燃料电池技术的研究进展,作为一种将燃料与氧化剂中的能量直接转化为电能的发电装置,具有小巧轻量化、可满足长续航使用的优点,在单兵电源领域意义重大。本文介绍了便携式燃料电池技术在国内外目前的发展及应用情况。通过对便携式燃料电池技术的进一步研究简述了该技术所面临的技术挑战。根据便携式燃料电池系统既可以单模块供电,也可集中统一供电的特点,具体分析了便携式燃料电池技术在电子系统设备、舰船、小型无人机等方面的应用前景。本文在最后总结了便携式燃料电池技术的发展现状以及需要解决的问题,并展望了便携式燃料电池在未来民用产品的发展方向。

移动式电站的研究进展及应用前景

本文介绍了移动式电站燃料电池在国外的发展情况以及我国目前的研究水平,简述了我国在该方向发展所面临的一些挑战。结合我国一些地形及发展形势,具体分析了移动式电站在岛屿、医疗及科技等方面的应用前景。总结了移动式电站的发展现状以及需要解决的问题,并展望了移动式电站在未来的发展方向。

纳米铝负极材料合成方法研究进展

本文综述了铝作为合金型负极材料在锂离子电池领域上的优劣以及纳米铝材料的合成方法。从三氯化铝、铝材、有机铝化合物以及混合无机物等多种铝源的不同合成方法介绍了目前纳米铝储锂负极材料的合成方法及铝碳复合产物的性能。并指出各方法所存在的缺点以及未来发展方向,为今后纳米铝的合成及与导电材料的复合提供参考。

多层陶瓷电容器BaTiO_(3)材料的研究前景与展望

本文从BaTiO_(3)基介质材料的设计出发,阐述了发展高体积效率和高电容MLCC的关键问题和最新进展。本文在简要介绍MLCC和介电材料的基础上,总结了目前开发高性能可靠的BaTiO_(3)基介电材料存在的问题,并阐述了形貌调控、化学改性和掺杂改性等提高介电性能的策略。最后,对MLCC的发展和未来应用进行了展望。