隨著環(huán)境保護運動以及能源消費革命的興起,電動汽車逐漸成為城市主力代步工具之一。電動汽車的崛起對電機驅(qū)動器提出了高效率、高功率密度、寬運行范圍以及高可靠性的全新要求。新一代的寬禁帶功率器件問世后,碳化硅電機驅(qū)動器憑借高開關頻率、低開關損耗、高阻斷電壓以及高工作結(jié)溫等優(yōu)點,與性能接近材料物理極限的傳統(tǒng)硅基電機驅(qū)動器相比,能更好地滿足電動汽車對電機驅(qū)動器的新要求。針對電動汽車的寬電機轉(zhuǎn)速范圍要求和電動汽車常用的城市路況,本文對碳化硅電機驅(qū)動器開關頻率進行了分析。文章首先介紹電動汽車碳化硅電機驅(qū)動器的研究現(xiàn)狀與技術(shù)瓶頸,同時對用于測試汽車油耗的常見運轉(zhuǎn)循環(huán)進行介紹,確定了常見的電動汽車工作場景;之后建立了永磁同步電機的數(shù)學模型,介紹了常用的控制算法,根據(jù)選題內(nèi)容選擇了i_d=0的永磁同步電機矢量控制策略;然后針對開關過程與脈寬調(diào)制帶來的電壓畸變進行建模,并推導了畸變電流表達式,提出了以最小電流總諧波畸變率為優(yōu)化目標的開關頻率選擇方案;再通過仿真軟件搭建了電動汽車低速行駛模型,并驗證了提出的開關頻率選擇方案;最后搭建了基于Myway電力電子開發(fā)平臺的碳化硅電機驅(qū)動器實驗平臺,... 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 碳化硅電機驅(qū)動器在電動汽車中應用的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 碳化硅器件的發(fā)展狀況
        1.2.2 碳化硅功率器件在電動汽車中的應用
        1.2.3 用于電動汽車的碳化硅器件主要研究方向
        1.2.4 碳化硅電機驅(qū)動器應用待解決的問題
    1.3 電動汽車的運轉(zhuǎn)循環(huán)和開關頻率選擇
        1.3.1 電動汽車常見運轉(zhuǎn)循環(huán)
        1.3.2 電機驅(qū)動器開關頻率的選擇研究
    1.4 本文研究內(nèi)容安排
第2章 永磁同步電機數(shù)學模型和SVPWM調(diào)制算法
    2.1 永磁同步電機的結(jié)構(gòu)
    2.2 靜止坐標系下的永磁同步電機數(shù)學模型
        2.2.1 定子電壓方程
        2.2.2 定子磁鏈方程
    2.3 基于矢量空間解耦的永磁同步電機數(shù)學模型
        2.3.1 Clark變換
        2.3.2 Park變換
        2.3.3 旋轉(zhuǎn)坐標系下的電機數(shù)學模型
    2.4 永磁同步電機的空間矢量調(diào)制
        2.4.1 空間矢量電壓的基本原理
        2.4.2 空間矢量電壓的合成
    2.5 永磁同步電機的矢量控制
        2.5.1 永磁同步電機的矢量控制策略
        2.5.2 永磁同步電機矢量控制的系統(tǒng)框圖
    2.6 本章小結(jié)
第3章 開關頻率對電機驅(qū)動器的影響
    3.1 開關損耗帶來的電壓畸變
        3.1.1 導通壓降效應
        3.1.2 死區(qū)效應
        3.1.3 開關延時效應
        3.1.4 實際器件計算
    3.2 脈寬調(diào)制帶來的電壓畸變
        3.2.1 雙重傅里葉變換
        3.2.2 PWM波的數(shù)學表達式
    3.3 電流畸變計算
        3.3.1 死區(qū)效應帶來的電流畸變
        3.3.2 脈寬調(diào)制帶來的電流畸變
    3.4 電機驅(qū)動器的開關頻率選擇
    3.5 本章小結(jié)
第4章 城市路況下電動汽車電機驅(qū)動器開關頻率選擇的仿真
    4.1 電動汽車城市路況的定義
    4.2 仿真的參數(shù)選擇和搭建
        4.2.1 轉(zhuǎn)速的選取
        4.2.2 轉(zhuǎn)矩的選取
        4.2.3 仿真模型搭建
    4.3 仿真結(jié)果與分析
        4.3.1 硅基IGBT電機驅(qū)動器仿真分析
        4.3.2 碳化硅電機驅(qū)動器仿真分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 基于Si C的 PMSM電機驅(qū)動器實驗分析
    5.1 永磁同步電機實驗平臺參數(shù)
        5.1.1 Myway實驗平臺簡介
        5.1.2 碳化硅電機驅(qū)動器器件參數(shù)
        5.1.3 電機實驗參數(shù)
    5.2 實驗平臺搭建
        5.2.1 實驗硬件平臺搭建
        5.2.2 實驗軟件平臺搭建
    5.3 實驗波形和分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
參考文獻
作者簡歷



本文編號：3180702