應(yīng)用于電動汽車的電流源型PWM逆變器研究.pdf

1、電機驅(qū)動系統(tǒng)是電動汽車領(lǐng)域的研究核心，以往的研究主要圍繞電壓源型PWM逆變器。近年來為了提高電動汽車性能，對轉(zhuǎn)速輸出范圍、電機高速驅(qū)動特性、驅(qū)動系統(tǒng)效率和汽車級可靠性提出了更高的要求，電壓源型驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的固有缺陷難以滿足需求。國際上研究具有升壓特性的電流源型驅(qū)動系統(tǒng)成為熱點，它能夠適應(yīng)輸入電壓變化范圍較大的場合，采用電感作為儲能元件，實現(xiàn)過流保護和短路保護，結(jié)構(gòu)上可靠性更高，允許三相橋上、下橋臂直通。然而，電流源型逆變器應(yīng)用于電動汽

2、車電機驅(qū)動系統(tǒng)，還存在著一些新的問題需要解決。本文以電動汽車領(lǐng)域應(yīng)用的電流源型PWM逆變器為研究對象，進行了如下研究：
　　借鑒電壓源型逆變器的矢量控制研究方法，建立了三相靜止坐標(biāo)系、兩相靜止坐標(biāo)系以及同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的三相電流源型感應(yīng)電機驅(qū)動系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；基于轉(zhuǎn)子磁場定向，建立了感應(yīng)電機動態(tài)數(shù)學(xué)模型，并進行修改以適應(yīng)電流源型電源的激勵方式，為深入研究電流源型電機驅(qū)動系統(tǒng)奠定理論基礎(chǔ)。
　　針對電流源型電機驅(qū)動系統(tǒng)特性，設(shè)

3、計了三閉環(huán)控制系統(tǒng)。計算了基于轉(zhuǎn)子磁場定向的前饋解耦補償項，為兼顧系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)與穩(wěn)態(tài)性能，由內(nèi)到外依次建立了電壓環(huán)路、電流環(huán)路和速度環(huán)路的傳遞函數(shù)。根據(jù)每個環(huán)路的性能要求，分別采用典型I型系統(tǒng)和典型II型系統(tǒng)的整定準則，設(shè)計了各環(huán)路的控制器參數(shù)，提高了控制系統(tǒng)性能。并且為了避免濾波電容與電機定子電感產(chǎn)生并聯(lián)諧振，采用有源阻尼法校正電壓環(huán)路的調(diào)節(jié)器參數(shù)，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性。
　　為了避免由電壓源型逆變器調(diào)制信號經(jīng)過二-三邏輯轉(zhuǎn)換的復(fù)

4、雜運算過程，提高計算速度，實現(xiàn)實時控制，本文設(shè)計了一種適用于電流源型PWM逆變器的直接SVPWM調(diào)制算法；并且針對電流源型逆變器調(diào)制策略中，直流側(cè)儲能電感電流不可控而出現(xiàn)母線電流斷續(xù)、泵升的問題，改進了電流源型電機驅(qū)動系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上提出了帶有母線電流調(diào)節(jié)的空間矢量調(diào)制策略，分析了母線電感電流的瞬時狀態(tài)，推導(dǎo)出母線電流穩(wěn)定運行的最優(yōu)條件量化關(guān)系。根據(jù)系統(tǒng)性能要求，設(shè)計了直流側(cè)電感、濾波電容參數(shù)的取值范圍，通過仿真分析了濾波電容不