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原文传递 Z源充电机关键问题研究

论文题名：	Z源充电机关键问题研究
关键词：	电动汽车;Z源充电机;控制系统;设计模式
摘要：	本文针对电动汽车控制系统提出一种新型的Z源集成充电机控制系统。Z源集成充电机控制系统能充分利用电动汽车中逆变器硬件，将其用作充电机中的可控整流器；同时该系统用Z源网络代替传统的DC/DC变换器，组成新的车载充电机系统。本文就对这种控制系统的一些关键问题进行了研究。　　本文首先对Z源充电机的控制方法进行了研究。针对Z源变换器传统控制方法插入直通时间不能达到最大化这一问题，本文提出了一种改进的Z源充电机控制方法。这种控制方法将所有对系统没有影响的零矢量时间都作为直通时间。因此，改进的Z源充电机控制方法可以提高Z源网络的升降压比例，使系统获得更宽的电压调节范围，从而作用在系统功率开关管上的电压更小，开关管的损耗将变得更小，提高了系统的效率。此外，新型的Z源集成充电机控制系统的输出直流侧具有更高的调节电压范围，更便于系统的控制。　　其次，本文针对谐波相关问题进行了研究。充电机网侧谐波的大小对于公用电有很大的影响，因此分析Z源充电机的网侧谐波有很重要意义。本文对网侧谐波分析应用了双重傅立叶分解方法，将SVPWM控制方法和ZSVPWM控制方法做了详细的对比。通过分析可知，应用ZSVPWM控制方法的网侧电流谐波基波含量比SVPWM控制方法多约20％，而两种控制方法产生的其他次谐波含量则几乎相等。因此，Z源充电机控制方法所造成的网侧谐波畸变率低于传统充电机约20%。仿真结果表明Z源充电机控制方法的谐波畸变率低于传统充电机。　　第三，对网侧滤波器进行了设计。Z源充电机系统由于其特有的控制方法，使得系统换相过程与传统控制方法有所不同。本文以一个扇区为例分析了系统的换相过程，得出流经网侧滤波电感电流的变化曲线，同时从抑制电流纹波和电流跟随给定两个方面对滤波器进行了设计。根据设计所得网侧滤波电感值，对Z源充电机系统进行了仿真。仿真结果验证了设计方法的正确性。　　最后，本文针对Z源充电机特殊的控制方法确定了主电路参数，并分别设计了控制系统的硬件电路及软件程序，搭建了Z源充电机控制系统测试平台。测试结果表明，Z源充电机控制系统能够实现功率因数运行。
作者：	那拓扑
专业：	电机与电器
导师：	张千帆
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工业大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文