電動(dòng)汽車(chē)無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)用雙向準(zhǔn)Z源逆變器的研究.pdf

1、目前全球環(huán)境污染日益嚴(yán)重，化石能源逐漸枯竭，傳統(tǒng)燃油汽車(chē)的應(yīng)用越來(lái)越受到限制。純電動(dòng)汽車(chē)以其能源潔凈，尾氣零排放和運(yùn)行低噪聲等優(yōu)點(diǎn)成為目前汽車(chē)產(chǎn)業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型的重要研究對(duì)象。各類(lèi)電機(jī)中無(wú)刷直流電機(jī)（BLDCM）以其價(jià)格低廉，控制方便，運(yùn)行成本低和出力大等特點(diǎn)，很適合現(xiàn)階段低成本微型電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力實(shí)現(xiàn)。然而，驅(qū)動(dòng)方式單一、功能簡(jiǎn)單的降壓型傳統(tǒng)無(wú)刷直流電機(jī)控制器無(wú)法滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)復(fù)雜多樣的行駛工況，在爬坡，加速和基速以上運(yùn)行等工況下，較低的蓄電池

2、端口電壓制約了電機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩性能的提升，導(dǎo)致電動(dòng)汽車(chē)行駛工況受限。Z源逆變器作為一種單級(jí)結(jié)構(gòu)的、具有獨(dú)特升降壓功能的高效率新型功率變換器，成為目前純電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)用功率變換器的主要研究對(duì)象之一。本文以準(zhǔn) Z源逆變器為基礎(chǔ)，分別研究無(wú)刷直流電機(jī)的方波控制系統(tǒng)和正弦波控制系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)四種工作模式的靈活平滑切換，有效拓寬電動(dòng)汽車(chē)的適用行駛工況。
　　首先，本文剖析了準(zhǔn) Z源逆變器的工作狀態(tài)和運(yùn)行機(jī)理以及無(wú)刷直流電機(jī)常用的控制方法

3、。鑒于準(zhǔn) Z源逆變器能量單向流動(dòng)、制動(dòng)能量無(wú)法回饋電源的缺點(diǎn)，本文構(gòu)建一種能量可雙向化流動(dòng)的準(zhǔn) Z源逆變器，使其更適合電動(dòng)汽車(chē)功率變換器的應(yīng)用。
　　然后，通過(guò)對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)傳統(tǒng)方波和傳統(tǒng)正弦波驅(qū)動(dòng)方式的分析，本文提出雙向準(zhǔn)Z源方波和雙向準(zhǔn)Z源正弦波控制系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)這兩種控制方式的靈活切換，使無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)具有四種工作模式和六種工作狀態(tài)。根據(jù)四種工作模式的優(yōu)缺點(diǎn)及各自適應(yīng)的運(yùn)行工況，提出在合適的行駛工況切換到合適的工作模式，

4、提高電動(dòng)汽車(chē)行駛性能，拓寬適用行駛工況。分別分析兩種驅(qū)動(dòng)方式的工作原理以及工作狀態(tài)，并根據(jù)各自的工作特點(diǎn)，分別給出方波驅(qū)動(dòng)和正弦波驅(qū)動(dòng)時(shí)準(zhǔn) Z源網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的設(shè)計(jì)方法以及升壓所需的直通量插入方法。針對(duì)正弦波驅(qū)動(dòng)，本文還給出了電機(jī)轉(zhuǎn)子角度的估算方法。通過(guò)理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了采用雙向準(zhǔn)Z源逆變器驅(qū)動(dòng)無(wú)刷直流電機(jī)的可行性、優(yōu)越性和可靠性。
　　最后，本文搭建了雙向準(zhǔn)Z源逆變器驅(qū)動(dòng)的無(wú)刷直流電機(jī)小功率實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，結(jié)合電動(dòng)汽車(chē)實(shí)際應(yīng)用需求，