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电动汽车电机驱动用Z源逆变器的实验研究
| 论文题名： | 电动汽车电机驱动用Z源逆变器的实验研究 |
| 关键词： | 电动汽车;Z源逆变器;SVPWM控制方法;缓冲电路;电机驱动 |
| 摘要： | 新能源汽车已经成为全球汽车工业发展方向。在电动汽车应用中,为了拓展电机的转速转矩工作区,通常采用一级Buck-Boost变换器将车载电源升压后再由逆变器输出控制电机。Z源逆变器作为一种新型的功率变换器,可用单级拓扑结构代替两级结构实现升压的功能,适用于包括燃料电池、蓄电池、超级电容在内的各类电源,非常适合电动汽车的应用。本文针对电动汽车电机驱动用Z源逆变器的一些特殊问题进行了研究。 SVPWM控制方法以高电压利用率、低电流谐波含量和逆变输出电压正弦度好等优点,被广泛地应用在电动汽车电机控制中。Z源逆变器改进型SVPWM控制方法的关键是如何在传统SVPWM控制的基础之上加入直通零状态以实现升压功能。通过研究直通状态的分布规律,结合理论分析和实验验证,分析了现有的两种改进型SVPWM控制方法最大电感电流纹波的成因。在此基础之上,提出了两种改变直通状态分布的改进型SVPWM控制方法,以降低电感电流纹波,减小电感值的设计和电感的体积。通过理论分析和实验的方法比较了四种方法下的电流纹波大小,并结合电感设计算例,给出了比较结果。 缓冲电路是电机驱动器主电路的重要组成部分,起着保护功率器件的作用。Z源逆变器存在直通状态,直流琏电压不连续,峰值电压高于直流电源电压,应用在电动汽车上时,需要格外加以保护。本文深入分析了Z源逆变器的换流过程,总结了电路中各关键物理量的变化规律,在此基础之上,通过大量实验对比了不同形式缓冲电路对Z源逆变器的缓冲效果,分析了Z源逆变器缓冲电路的特殊问题,得到了一般性的结论。 最后,研制了电动汽车电机驱动用Z源逆变器控制系统。结合电动汽车应用,采用双向Z源逆变器和永磁同步电机转矩控制方法,实现了矢量控制。 |
| 作者： | 薛平 |
| 专业： | 电气工程 |
| 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： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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