详情

原文传递基于Z源逆变器的电动汽车电机驱动系统的传导电磁干扰研究

论文题名：	基于Z源逆变器的电动汽车电机驱动系统的传导电磁干扰研究
关键词：	电动汽车;电机驱动系统;传导电磁干扰;永磁同步电机;Z源逆变器
摘要：	近年来，随着环境污染越来越严重，环境问题已引起了世界各国的高度重视。在非再生能源日益短缺以及汽车尾气导致环境污染的背景下，具有高效节能、环境友好等优点的电动汽车在市场中迅速增长。与燃油、燃气汽车比较，电动汽车中的电力电子器件不断增加、电气集成化程度不断提高，致使其EMC(Electromagnetic Compatibility，电磁兼容)问题更加突出。Z源逆变器作为EV-MDS(Electric Vehicle Motor Drive System，电动汽车电机驱动系统)的重要组成部分，具有独特的升降压特性，可以代替变换器与逆变器的级联结构，非常适合应用在电动汽车上面，但与传统逆变器一样存在输出CMV(Common Mode Voltage，共模电压)高的缺点。EV-MDS作为主要的电磁干扰源，其在工作过程中Z源逆变器产生的CM-EMI(Common Mode Electromagnetic Interference，共模电磁干扰)最为严重，不仅影响自身系统的正常工作，还会对车内其他系统产生干扰，严重威胁汽车的自身安全。因此，本文主要对基于Z源逆变器的EV-MDS工作时产生的传导EMI问题展开研究，主要有以下内容: 　　首先，对EV-MDS传导EMI机理进行分析。介绍EV-MDS的结构组成部分，对Z源网络结构、Z源逆变器工作原理进行分析，设计Z源网络中的电容、电感并进行参数计算，在传统逆变器的基础上分析Z源逆变器工作时的调制策略，推导MDS中Z源逆变器产生的CMV和CMC(Common Mode Current,共模电流)，详细分析MDS传导EMI主要来源以及传导EMI传播路径，分离和提取LISN上的CM干扰和DM(DifferentialMode，差模)干扰。　　其次，对EV-MDS传导EMI进行建模和仿真分析。在传导EMI频率范围内，建立MDS各部件高频电路模型，包括逆变器、电机、线缆和LISN(Line Impedance StabilizationNetwork，线性阻抗稳定网络)，对MDS传导EMI机理进行分析，在MATLAB/Simulink软件下搭建MDS传导EMI电路仿真模型，分别对交流侧和直流侧传导EMI进行仿真并分析EMI结果。通过改变开关管对地寄生电容的大小，分析不同寄生电容值对MDS传导EMI产生的影响。　　再次，对EV-MDS电机端轴电压、轴电流进行研究。阐述PMSM(Permanent MagnetSynchronous Motor，永磁同步电机)电机端轴电压和轴电流的产生机理以及共模电压对PMSM产生的影响，分析PMSM电机端内部存在的分布电容，结合产生机理和分布电容建立PMSM电机端的共模模型并对电机端产生轴电流的路径进行详细分析;根据共模模型和计算所得到的共模参数，在MATLAB/Simulink软件下搭建电机端轴电压、轴电流电路仿真模型并进行仿真分析。　　最后，对EV-MDS传导EMI的抑制方法进行研究。决定在EV-MDS中采用无源滤波器对其传导EMI进行抑制，分别在直流侧加入共模扼流圈，在交流侧引入一种改进的RLC二阶低通滤波器，将二者滤波器同时接入原电路仿真模型在MATLAB/Simulink中进行仿真，并将得到的仿真结果与之前未加滤波器的传导EMI仿真结果做对比分析，得出采用共模扼流圈和改进的RLC二阶低通滤波器相结合的方法对EV-MDS传导EMI有很好的抑制效果。
作者：	任亚博
专业：	电气工程
导师：	陶彩霞;蔡亚东
授予学位：	硕士
授予学位单位：	兰州交通大学
学位年度：	2018
正文语种：	中文