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阻抗源逆变器在微型电动汽车上的应用研究
| 论文题名： | 阻抗源逆变器在微型电动汽车上的应用研究 |
| 关键词： | 电动汽车;电源逆变器;矢量控制;模糊PID |
| 摘要： | 电动汽车的关键技术包括蓄电池管理技术、电机控制技术和整车控制技术等。电动力总成包括蓄电池管理技术和电机驱动控制技术以及相关附件。在电动汽车电动力总成中，电机驱动时电池电压的变化直接影响电机输出性能。电动汽车蓄电池组的直流电压在电动汽车行驶中波动较大，波动范围可能超过20％以上。特别是电动汽车突然加速时，电池组端电压会突然下降很多。而这时往往需要输出较大功率，电压下降导致电机输出功率大大减少，严重影响了电动汽车的动力性能。Z源逆变器是一种不同于传统的电压源、电流源逆变器的新型逆变器，根据需要可以控制其输出交流电压升高或降低。传统电压源型逆变器属于降压型逆变器，源逆变器属于Buck-Boost 型升降压逆变器。其直流电压输入范围较宽，且不需额外的中间级升压电路。只需要添加两个电感元件和电容元件构成合适的Z 源网络，就可以把传统的逆变器变为Z 源逆变器，能够节省成本，提高效率，方便改进应用传统逆变器的控制系统。 本文从微型电动汽车电动力总成出发，分析了目前电动汽车电动力总成的直流供电问题，讨论电池组直流电压跌落影响电机的机械特性的问题。经过充分的论证，采用引入Z源逆变器的方法以改善电动力总成的性能。Z源逆变器供电系统由直流电源、Z源网络和三相逆变桥构成，在传统逆变器的基础上增加了Z源网络，增加了相应的控制方法，特别是逆变器上下桥臂直通状态的控制，改变了硬件结构和软件控制方法。引入Z源逆变器，改善了电动力总成的直流供电条件，达到更好的控制性能。采用模糊自适应PID控制算法，实现了Z源逆变器的闭环控制，增强了Z源逆变器的动态调节能力。即使在电池组直流电压出现波动时，仍然可以保证电机驱动系统的供电稳定和电动汽车的动力性能。论文在Simulink仿真环境下，建立了Z源逆变器闭环控制模型，对电池组直流电压波动的情况进行了仿真。搭建了验证实验系统，通过实验和仿真验证了Z源逆变器闭环控制算法的正确性。通过仿真，对比了在同样条件下采用和不采用Z源逆变器的电机矢量控制系统的性能，得出引入Z源逆变器提高了电动力总成的输出机械动力性能的结论，验证了Z源逆变器对于电动汽车电机输出性能的改善效果。 |
| 作者： | 伍元彪 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 刘和平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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