單相車載充放電機前級可逆整流器研究.pdf

1、隨著能源危機的不斷加重,電動汽車作為一種節(jié)能減排的有效手段正在不斷地被推廣應用,電動汽車動力電池作為一個移動的分布式儲能單元可以在電網(wǎng)高峰負荷時段向電網(wǎng)傳輸電能,而在電網(wǎng)非高峰負荷時段電網(wǎng)又向其充電,這就是目前日益受到關(guān)注的V2G技術(shù)。在典型的V2G技術(shù)中,電動汽車車載充放電機是實現(xiàn)電動汽車和電網(wǎng)能量互動的重要中間接口,其一般為雙向AC/DC和雙向DC/DC級聯(lián)的兩級結(jié)構(gòu),其前級變換器對于滿足車載充放電機高功率因數(shù)、能量雙向流動、較低的

2、電流諧波畸變率的要求發(fā)揮了重要作用,本文將單相可逆PWM整流器作為其前級雙向AC/DC變換器,對其進行相關(guān)研究。
　　本文首先在單相可逆 PWM整流器主電路拓撲結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上建立了其瞬時等值電路模型并對所采用的雙極性調(diào)制策略下電路的電流回路進行了分析。根據(jù)課題的指標要求設(shè)計了主電路參數(shù)并對電壓電流環(huán)均采用 PI控制器的單相可逆PWM整流器進行了環(huán)路設(shè)計和仿真分析。
　　其次,針對車載充放電機低諧波畸變率和高功率密度的要求,提出

3、在前級可逆PWM整流器中采用多重諧振控制器和陷波濾波器相結(jié)合的控制策略,相比于傳統(tǒng)PI控制器有效地降低了輸入電流中的低次諧波含量,同時避免了有源及無源濾波器的使用,提高了功率密度;由于加入多重諧振控制器的電流內(nèi)環(huán)成為一個高階系統(tǒng),控制器參數(shù)設(shè)計困難,文中采用根軌跡分析法,利用系統(tǒng)的等效參量根軌跡對控制器的參數(shù)進行了詳細的分析和設(shè)計;在理論分析及參數(shù)設(shè)計的基礎(chǔ)上搭建了Matlab/Simulink仿真模型進行仿真研究,仿真結(jié)果驗證了理論分

4、析及所提控制策略的有效性。
　　最后,根據(jù)課題指標要求搭建了3.5kW基于DSP28335的實驗樣機系統(tǒng)進行實驗研究和驗證,主要包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng),完成了硬件電路中主功率電路及控制電路的設(shè)計選型;完成了軟件系統(tǒng)的主體程序設(shè)計并對AD采樣、鎖相程序、SPWM波形產(chǎn)生子程序進行了詳細分析設(shè)計,提出一種簡單實用的軟件過零鎖相方法提高了鎖相精度;在所搭建的實驗樣機平臺的基礎(chǔ)上進行了各部分硬件及軟件程序的調(diào)試,并對前級單相可逆PWM整流