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应用于电动汽车的阻抗源逆变器研究
| 论文题名： | 应用于电动汽车的阻抗源逆变器研究 |
| 关键词： | 电动汽车;阻抗源逆变器;直通分段空间矢量控制;电机控制;等效分布参数 |
| 摘要： | 作为电动汽车的重要组成部分，电机驱动系统是目前国内外积极探索和研究的热点。传统电机驱动系统普遍采用电压型逆变器且由动力电池组直接供电的方案。当电机运行于高速时，有限的定子电压不能满足电机转速继续上升所需的转子反电势，从而制约了电机高速时的动力性能；车载动力电池的大电流放电使得电池组端电压跌落，导致电机输出功率大大减少，导致进而影响电动汽车的动力性能。区别于传统电机驱动系统中电压型逆变器的阻抗源逆变器是升/降压型逆变器，能够适应输入电压变化范围较大的场合，同时具有允许直通，可靠性高特点，因此将阻抗源逆变器应用于电动汽车电机驱动系统，在提高电机驱动系统可靠性与改善电机动力性能等方面具有积极意义。 如何实现直通状态是阻抗源逆变器的关键技术。论文在研究了带有直通零矢量SVPWM控制的基础上，给出了直通分段SVPWM控制方法。该控制方法是在不改变参考电压矢量(即有效作用时间)的前提下将直通零矢量分为六份，通过改变开关管的导通时间，在上下桥臂换流时实现插入直通状态。本文利用了MATLAB对该控制进行了仿真验证。进一步利用TMS320F2808实现了该控制并将其应用到电机控制中，实验结果验证了该控制方法的正确性。 论文采用检测电容电压和输入电压来实现直流母线电压闭环控制策略，从而实现直流母线电压的动态调节。在MATLAB/Simulink仿真环境下，建立了该控制策略的仿真模型，并搭建了实验验证系统，并通过仿真和实验验证了该控制策略对车载动力电池电压跌落具有良好的抗扰能力。 论文将直通分段SVPWM控制与直流母线闭环控制策略引入到电机控制中，实现了基于阻抗源逆变器的电机矢量控制与V/F控制。当逆变器的输出电压达到最大时，通过直流母线闭环控制来提升直流母线电压，进一步采用直通分段SVPWM提高电压利用率，从而提升最大输出电压来满足电机转速上升所需的转子反电势，进而提高电机高速时的动力性能。论文还利用MATLAB搭建了基于阻抗源逆变器的电机矢量控制与V/F控制的仿真模型，进行了仿真验证。 论文针对阻抗源逆变器由直通状态到非直通状态转换时母线电压会产生振荡等的实际工程问题进行了研究。构建了阻抗源逆变器主回路杂散参数等效分布模型，分析了各杂散参数对母线电压的影响规律。采用了低感的平面母线技术并选择低等效串联电感(ESL)电容来抑制母线电压振荡，并通过实验验证了模型的正确性。最后，论文实现了一台3kW应用于电动汽车的阻抗源逆变器原型机。 |
| 作者： | 胡建业 |
| 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： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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