本文關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)用雙向準(zhǔn)Z源逆變器的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：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)燃油汽車的應(yīng)用越來越受到限制。純電動(dòng)汽車以其能源潔凈,尾氣零排放和運(yùn)行低噪聲等優(yōu)點(diǎn)成為目前汽車產(chǎn)業(yè)升級(jí)轉(zhuǎn)型的重要研究對(duì)象。各類電機(jī)中無刷直流電機(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)無刷直流電機(jī)控制器無法滿足電動(dòng)汽車復(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)理以及無刷直流電機(jī)常用的控制方法。鑒于準(zhǔn)Z源逆變器能量單向流動(dòng)、制動(dòng)能量無法回饋電源的缺點(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)汽車功率變換器的應(yīng)用。然后,通過對(duì)無刷直流電機(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),通過對(duì)這兩種控制方式的靈活切換,使無刷直流電機(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,提高電動(dòng)汽車行駛性能,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)的無刷直流電機(jī)小功率實(shí)驗(yàn)樣機(jī),結(jié)合電動(dòng)汽車實(shí)際應(yīng)用需求,在該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上分別對(duì)準(zhǔn)Z源方波和準(zhǔn)Z源正弦波驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究,初步實(shí)現(xiàn)了不同工況下工作模式的靈活切換,拓寬了電動(dòng)汽車可行駛工況范圍。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了本文的雙向準(zhǔn)Z源無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)在微型電動(dòng)汽車領(lǐng)域應(yīng)用的可行性、有效性、可靠性和準(zhǔn)確性。
【關(guān)鍵詞】：準(zhǔn)Z源逆變器 無刷直流電機(jī) 方波驅(qū)動(dòng) 正弦波驅(qū)動(dòng) SVPWM
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM464;U469.72
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 課題的背景和意義11-12
• 1.2 Z源逆變器的工作原理12-13
• 1.3 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)13-16
• 1.3.1 Z源逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)改進(jìn)13-15
• 1.3.2 Z源逆變器在電機(jī)上的應(yīng)用現(xiàn)狀15-16
• 1.3.3 Z源逆變器應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)16
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容16-19
• 第二章 基于雙向準(zhǔn)Z源逆變器的無刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)19-33
• 2.1 雙向準(zhǔn)Z源逆變器19-23
• 2.1.1 準(zhǔn)Z源逆變器的工作原理19-21
• 2.1.2 準(zhǔn)Z源逆變器的非正常工作狀態(tài)21-22
• 2.1.3 準(zhǔn)Z源逆變器的雙向化22-23
• 2.2 無刷直流電機(jī)23-29
• 2.2.1 無刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)建模24-25
• 2.2.2 無刷直流電機(jī)控制的分類25-29
• 2.3 雙向準(zhǔn)Z源逆變器用于無刷直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)29-31
• 2.4 本章小結(jié)31-33
• 第三章 雙向準(zhǔn)Z源方波控制系統(tǒng)的研究33-45
• 3.1 工作原理33-36
• 3.2 方波驅(qū)動(dòng)下準(zhǔn)Z源網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的計(jì)算36-38
• 3.2.1 電感參數(shù)的設(shè)計(jì)36-37
• 3.2.2 電容參數(shù)的設(shè)計(jì)37-38
• 3.3 雙向準(zhǔn)Z源方波控制系統(tǒng)及其仿真38-43
• 3.3.1 雙向準(zhǔn)Z源方波控制系統(tǒng)38-39
• 3.3.2 系統(tǒng)仿真分析39-43
• 3.4 本章小結(jié)43-45
• 第四章 雙向準(zhǔn)Z源正弦波控制系統(tǒng)的研究45-63
• 4.1 工作原理45-50
• 4.1.1 正弦波驅(qū)動(dòng)的工作狀態(tài)分析45-47
• 4.1.2 帶直通零矢量的SVPWM47-50
• 4.2 正弦波驅(qū)動(dòng)下準(zhǔn)Z源網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的計(jì)算50-54
• 4.2.1 電感參數(shù)的設(shè)計(jì)51-53
• 4.2.2 電容參數(shù)的設(shè)計(jì)53-54
• 4.3 無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算與轉(zhuǎn)子位置角的細(xì)化54-56
• 4.4 正弦波控制系統(tǒng)及其仿真56-62
• 4.4.1 雙向準(zhǔn)Z源正弦波控制系統(tǒng)56-59
• 4.4.2 雙向準(zhǔn)Z源正弦波控制系統(tǒng)的仿真59-62
• 4.5 本章小結(jié)62-63
• 第五章 雙向準(zhǔn)Z源控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究63-83
• 5.1 雙向準(zhǔn)Z源實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)63-64
• 5.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)64-71
• 5.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)71-76
• 5.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證76-81
• 5.4.1 雙向準(zhǔn)Z源方波驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證77-78
• 5.4.2 雙向準(zhǔn)Z源正弦波驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證78-79
• 5.4.3 驅(qū)動(dòng)模式的切換79-81
• 5.5 本章小結(jié)81-83
• 第六章 總結(jié)與展望83-85
• 6.1 成果總結(jié)83
• 6.2 工作展望83-85
• 參考文獻(xiàn)85-90
• 致謝90-91
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文91

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1 邱建琪,史涔n

本文編號(hào)：426355