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原文传递电机驱动系统电磁干扰仿真技术研究

论文题名：	电机驱动系统电磁干扰仿真技术研究
关键词：	电动汽车;电机驱动系统;预测模型;逆变器;电磁干扰
摘要：	随着环保意识的增强和能源问题的日益突出，发展新能源汽车可以促进环保节能、推动产业升级、降低能源依赖，是长远发展的必然趋势。电动汽车是新能源汽车的重要组成成分，也是目前新能源汽车市场中最主要的产品类型之一。然而随着电动汽车的技术发展与创新，电动汽车在有限的空间里集成了大量大功率电子设备，需要考虑多个电子系统之间的兼容性，这增加了电磁兼容性问题的难度。针对这一现象，本文以电动汽车电机驱动系统为例，通过仿真预测模型研究了其EMI的产生机理、传播路径，结合干扰频谱对抑制措施进行研究论述。本文的研究思路和方法不仅适用于电动汽车的EMC问题，还可以为其他汽车电子设备的EMC测试及评估模型提供参考。本文的主要研究内容包括：　　1)通过电机驱动系统的工作原理的理解,结合逆变器控制策略和驱动系统共模和差模电流传播路径，进一步分析电机驱动系统传导EMI的产生过程，发现当主电路开关器件关闭时，电机中的电能会通过二极管回流到电源中，此时会产生一个瞬态电压，这个电压的上升时间和下降时间非常短，一般在纳秒级别。这种快速的电压变化会产生高频瞬态电流，这些电流会穿过电路中的电感元件和电容元件，产生高频电磁场，进而导致电磁干扰是电机驱动系统最主要的干扰源。　　2)分析七段式空间矢量脉宽调制方法的理论公式和实现方法，在Simulink软件中建立了其数学模型，输出六路SVPWM驱动信号，并根据占空比验证了模型的准确性。　　3)通过对测试对象用永磁同步电机进行拆解，测量其内部结构及尺寸。确定永磁同步电机基本参数，采用有限元计算方法，在Maxwell中建立该电机的有限元模型。　　4)根据多导体传输线理论，提出了一种建立线缆传输线电路模型的方法。使用解析法来求解出模型中的单位长度电阻参数，并且利用有限元法在Maxwell2D中求解出单位长度电感和电容参数。建立一个较为准确的线缆传输线电路模型，并且可以使用这个模型来分析线缆的电路特性。　　5)建立IGBT的行为模型，通过拟合IGBT动态特性、静态特性函数曲线建立IGBT的行为模型，该模型能够将干扰源的所有特征信息综合表示，提高了干扰源的准确性。基于解析法计算IGBT与散热板之间的寄生电容，建立逆变器模块的等效电路模型。通过IGBT双脉冲试验结果比对验证模型的正确性。　　6)根据国家电磁兼容测试标准示例，搭建标准化的驱动系统测试平台，通过将实验平台的实测数据同仿真预测模型得出的预测数据进行对比，验证模型在实际测试频段下的可靠性和准确性。　　7)对电机驱动系统的常见EMI抑制措施进行介绍，从加入滤波器以及改变系统中电气参数两方面进行了仿真论述，通过抑制前后结比对验证了抑制措施的有效性。
作者：	王安
专业：	工程(车辆工程)
导师：	陈旭;雷剑梅
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆理工大学
学位年度：	2023