應(yīng)用于電動(dòng)汽車充電機(jī)的高功率密度三相VIENNA整流器研究.pdf

1、隨著電力電子裝置應(yīng)用數(shù)量的增加，無功及電網(wǎng)諧波污染日趨嚴(yán)重。治理電網(wǎng)污染已成為電力電子應(yīng)用領(lǐng)域的一個(gè)重大研究方向。在新能源電動(dòng)汽車用戶日益增多的發(fā)展趨勢(shì)下，充電機(jī)接入配電系統(tǒng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的影響不容忽視，因此當(dāng)前對(duì)充電機(jī)前級(jí)電路的網(wǎng)側(cè)電能質(zhì)量提出了更高的要求。此外，新型充電機(jī)應(yīng)具有模塊化可并聯(lián)特點(diǎn)，有助于未來充電站的擴(kuò)容和應(yīng)用成本的減少，為此對(duì)新能源電動(dòng)汽車充電機(jī)的高功率密度、高可靠性和高性價(jià)比提出了更高的要求。
　　論文針對(duì)電動(dòng)汽車充

2、電機(jī)的應(yīng)用要求，研究前級(jí)三相高功率因數(shù)VIENNA整流器的工作原理和控制策略。在分析了VIENNA整流器工作原理的基礎(chǔ)上，分別在三相靜止(abc)坐標(biāo)系、兩相靜止(αβ)坐標(biāo)系和兩相同步旋轉(zhuǎn)(dq)坐標(biāo)系下建立了VIENNA整流器的數(shù)學(xué)模型和相應(yīng)的等效電路;針對(duì)VIENNA電路直流輸出中點(diǎn)電位不平衡問題，建立了用于中點(diǎn)電位平衡控制的數(shù)學(xué)模型，揭示了中點(diǎn)電位不平衡的機(jī)理。
　　基于VIENNA電路在dq坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，本文在雙閉

3、環(huán)控制的基礎(chǔ)之上，首先提出了一種改進(jìn)型雙前饋控制策略，即在傳統(tǒng)占空比前饋控制的基礎(chǔ)上，提出一種基于前饋系數(shù)自適應(yīng)調(diào)節(jié)的占空比前饋控制，和輸出電壓變化量的前饋控制相結(jié)合方法，從而改善了直流輸出電壓的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。然后根據(jù)電流環(huán)和電壓環(huán)的傳遞函數(shù)，給出了控制參數(shù)的整定方法。此外推導(dǎo)了中點(diǎn)電位平衡控制的傳遞函數(shù)，并給出了相應(yīng)的控制參數(shù)。
　　針對(duì)電動(dòng)汽車充電機(jī)的高功率密度應(yīng)用要求，本文提出了一種數(shù)?；旌弦葡啾额l調(diào)制策略，生成的驅(qū)動(dòng)脈沖信

4、號(hào)頻率是載波信號(hào)頻率的2倍，即利用低頻載波實(shí)現(xiàn)高開關(guān)頻率，因而程序運(yùn)算資源得到大大增加，從而使得先進(jìn)而復(fù)雜的控制算法能在低成本的數(shù)字控制芯片中得以實(shí)現(xiàn)。因此本文提出的數(shù)模混合移相倍頻調(diào)制策略，一方面可以提高變換器的功率密度，另一方面還能提高充電機(jī)的性價(jià)比。
　　針對(duì)非隔離電動(dòng)汽車充電機(jī)的共模漏電流問題，本文提出了一種基于改進(jìn)型LCL濾波器的共模漏電流抑制方法，該方法未引入任何額外器件，而是通過重新組合交流側(cè)的無源器件，即在不增加成

5、本的情況下，保證了VIENNA整流器的高可靠性和高功率密度。在理論分析基礎(chǔ)上，本文對(duì)VIENNA整流器的主要硬件電路和軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)。給出了VIENNA整流器主電路及其控制電路主要參數(shù)的設(shè)計(jì)方法，并給出了主要程序的流程圖。論文選用TI公司的數(shù)字信號(hào)處理器(Digital Signal Processor, DSP) TMS320F28035為控制核心，搭建了5kW VIENNA整流器的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)。最后仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了本文理論分析的正確