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原文传递电动汽车电机驱动系统电磁干扰预测模型的研究

论文题名：	电动汽车电机驱动系统电磁干扰预测模型的研究
关键词：	电动汽车;电机驱动系统;电磁兼容;电磁干扰;预测模型
摘要：	为应对日益突出的燃油供求矛盾和环境污染问题，发展新能源汽车已经成为国家战略，电动汽车作为新能源汽车的重要组成部分近年来得到长足的发展。相对于传统汽车，电动汽车车载大功率电子装置工作时产生更为严重的电磁干扰(Electromagnetic Interference，EMI)，致使其电磁兼容(Electromagnetic Compatibility，EMC)问题更加突出。为掌握电动汽车的 EMC问题，本文重点探讨电机驱动系统工作时产生的EMI问题，研究了电机驱动系统传导EMI和辐射EMI的产生机理、传播路径以及预测模型，文中的研究思路和方法可以推广到对其他车载装置EMC问题的研究。论文主要研究内容有：　　1）通过对电机驱动系统EMI产生机理分析，确定主电路开关器件工作时端电压的快速上升和下降产生很大的dv/dt是电机驱动系统主要的干扰源；讨论了梯形电压波形在频率、占空比保持不变时，电压幅值和上升（下降）时间对电压频谱的影响；分析了电机驱动系统干扰传播路径，为建立EMI预测模型打下基础。　　2）提出了基于矢量匹配法的永磁同步电机高频电路模型的建模方法，建立了定子绕组为星形联结或三角形联结的电机的高频电路模型，通过实验测量和仿真分析验证了模型的正确性和有效性，该建模思路和方法同样可以用于其他种类的交流电机高频电路模型，具有一定的通用性。　　3）建立了电机驱动系统空载状态下的传导EMI预测模型，该模型包含的子模块有：基于矢量匹配法的电机模型、基于多导体传输线理论的电缆模型、干扰源的集中等效模型和基于“二次测量”的寄生参数模型。综合各个子模块的电路模型，组成驱动系统传导EMI仿真预测模型，并通过了实验验证。在此基础上，讨论了寄生电容、电缆长度和电机绕组对地电容等寄生参数对驱动系统共模干扰电流的影响。　　4）为验证本文预测模型的适用性，搭建了能够满足各种实际工况的纯电动汽车电机驱动系统的实验平台，测量了不同工况下的传导电磁干扰（电压和电流）；将本文建立的EMI预测模型应用于该系统在空载、45 N·m和反向充电三种工况下的传导EMI预测，在Saber软件中搭建了与实验平台一致的仿真预测模型；计算了该系统三种工况的干扰电压和干扰电流，将计算值与测量数据进行比对，其结果表明本文提出的电机驱动系统传导EMI预测模型适用于驱动系统的各种工况，具有很好的实用性和可移植性。　　5）分析了导线的电磁辐射机理，用实验方法确立了电机驱动系统辐射 EMI的研究频段；将三相电缆实测共模电流作为系统的辐射干扰源，建立了驱动系统的辐射干扰模型；采用多种软件联合处理技术，简化复杂的电动汽车车体 CATIA模型为有限元模型，并将驱动系统辐射EMI模型嵌入车体中，完成整车辐射EMI仿真预测模型；通过对车体右侧10m处的电场强度进行仿真计算，并与实测值进行分析比对，其结果验证了本文建立的整车电机驱动系统的辐射EMI模型可以用于用于电动汽车的辐射电磁兼容性预测。
作者：	彭河蒙
专业：	电气工程
导师：	杨永明
授予学位：	博士
授予学位单位：	重庆大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文