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热电发电器及其电源调理系统研究

作　者: 龚科
导　师: 王帮峰
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 热电效应热电发电器输入输出特性测试装置浮充电源
分类号: TM31
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 219次
引　用: 2次
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内容摘要

为了实现分布式压电合成射流驱动器的动力自给,在本文中提出了一种利用材料热电效应发电的电源概念,不仅解决了合成射流驱动器阵列动力和信号布线复杂的缺点,而且由于热电材料在工作时吸收了一部分飞行器高速飞行时与空气摩擦产生的热量,在一定程度上对机体起到了降温作用,可谓一举两得。本文以BiTe基热电材料作为热电模块的基本材料,利用基于PC机的测试实验系统对不同连接方式下的BiTe基热电模块的空载输出电压,匹配负载输出功率,恒温差输出稳定性以及温差小幅波动下的输出平稳性等基本输入输出特性进行实验研究,为热电电源提供基本设计依据。实验结果表明:BiTe基热电模块在不同的组合方式下,在其工作温度范围内,输出电压、输出功率与施加在其冷热端的温差成正比关系;在冷热端温差恒定的条件下,冷热端温度变化对不同组合方式下的热电模块输出电压和功率影响不明显,具有较好的恒温差输出稳定性;不同组合方式下热电模块的输出对冷热端温差波动敏感,不便于直接作为供电电源,须经过一定的中间环节,如增加蓄能元件等方式,提高电源输出的平稳性。根据这些实验数据设计并开发了满足需要的热电发电器。最后针对热电发电器的输出随温差波动较大的缺点,设计了一套以锂离子电池为蓄能元件的浮充电源装置,有效的解决了热电发电器输出平稳性差的缺点。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-14
  1.1 课题背景  8-10
  1.2 热电材料及其应用  10-12
  1.3 本文研究的内容及意义  12-14
第二章热电发电机理  14-24
  2.1 温差电效应  14-16
  2.2 热电转换机理  16-17
  2.3 热电材料的物理学本质  17-19
  2.4 热电器件的工作原理  19-21
  2.5 BITE 基热电材料  21-22
  2.6 本章小结  22-24
第三章实验用温控系统的开发  24-42
  3.1 温控系统简介  24-25
  3.2 实验用温控系统的设计  25-41
  3.3 本章小结  41-42
第四章 BITE 基热电基元输入输出特性研究  42-49
  4.1 热电基元的电压输出特性  42-43
  4.2 热电基元的功率输出特性  43-45
  4.3 热电基元的恒温差输出特性  45-46
  4.4 热电基元的输出平稳性特性  46-47
  4.5 热电发电器设计方案  47
  4.6 本章小结  47-49
第五章 BITE 基热电发电器输入输出特性研究  49-61
  5.1 串联状态下基本输入输出特性  49-56
  5.2 并联状态下基本输入输出特性  56-58
  5.3 对实验数据的一些说明  58-59
  5.4 热电发电器的设计  59
  5.5 本章小结  59-61
第六章提高TEG 输出平稳性的措施  61-68
  6.1 问题的提出  61
  6.2 稳压电路  61-63
  6.3 浮充工作方式  63-64
  6.4 浮充电路的设计  64-67
  6.5 实验结果  67
  6.6 本章小结  67-68
第七章总结与展望  68-70
  7.1 全文总结  68-69
  7.2 进一步研究的内容  69-70
参考文献  70-73
致谢  73-74
在学期间的研究成果及发表的学术论文  74

热电发电器及其电源调理系统研究

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