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用于电动汽车充电的SWISS整流器研究
| 论文题名： | 用于电动汽车充电的SWISS整流器研究 |
| 关键词： | 电动汽车;快速充电;SWISS整流器;阻尼控制;电路参数 |
| 摘要： | 21世纪以来，人类对能源的需求越来越大，其中传统汽车会消耗大量的石化能源，因此，大力发展以电动汽车为主的新能源汽车技术，是各主要国家和汽车制造商的共同战略选择。SWISS整流器作为一款大功率新型直流充电机，它是一种单向、降压、并带有功率因数校正功能的新型三相整流器；具有单位功率因数运行，开关损耗小、开关应力低，电流谐波畸变率低，输出母线电压全范围可调等优异性能，非常适用于电动汽车充电，有较高的研究价值和应用前景。 本文主要研究了SWISS整流器的工作原理、控制策略，并提出了基于SWISS整流器的虚拟电阻阻尼控制和带陷波器的LC滤波控制策略，解决了输入LC滤波器的谐振和系统振荡问题，最后在PLECS软件中搭建仿真模型，并分析其仿真结果，证明了本文提出的相关控制策略真实有效。 首先，简要介绍了电动汽车快充原理，即马斯三定律；紧接着对SWISS整流器的工作原理进行详细阐述；此外，对SWISS整流器的主电路参数进行设计，并对电力电子器件的电压电流应力作出相关计算。 其次，在分析SWISS整流器工作原理基础上，介绍SWISS整流器的控制策略，着重阐述SWISS整流器的电流空间矢量控制。对其中两种典型的电流空间矢量控制（即：注入电流纹波幅值最小的开关控制策略；直流母线电感电流纹波幅值最小的开关控制策略；）进行重点阐述，并通过数学推导计算出不同控制策略以及不同扇区内开关管的占空比。 再次，简要地介绍了LC滤波器的工作原理和参数设计方法，通过MATLAB软件画其伯德图，得知LC滤波器存在一个谐振峰，它会带来振荡、降低系统工作效率；为解决这一问题，必须通过补偿来加大LC滤波器的阻尼系数，于是提出了无源阻尼和虚拟阻尼控制方法，并着重对比分析其伯德图及其优缺点；此外，还提出了另外一种形式的虚拟阻尼控制法，即LC滤波器带陷波器控制策略。 最后，基于PLECS软件对SWISS整流器进行仿真模型的搭建，分主电路和控制电路进行详细阐述；重点对比LC滤波器的无阻尼控制和虚拟阻尼控制，主要分析其稳态和动态工作情况；同时，还简要分析了基于SWISS整流器的直流电源纹波、开关管的功率损耗以及系统效率，仿真结果表明SWISS整流器性能十分优异，并验证了文中所提出虚拟阻尼控制策略真实有效、可靠性高。 |
| 作者： | 李湖胜 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 姜燕 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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