發(fā)布時(shí)間：2020-07-27 17:18

【摘要】：近年來,電動(dòng)汽車充電機(jī)作為電動(dòng)汽車電池的能量補(bǔ)給裝置,已成為解決電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航問題的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的電動(dòng)汽車充電機(jī)由前級(jí)三相整流電路和后級(jí)隔離型DC/DC變換器級(jí)聯(lián)而成,電能變換效率低,且直流側(cè)需大容量儲(chǔ)能電容,體積大,功率密度低。本文將高頻鏈矩陣整流器(High Frequency Link Matrix Rectifier,HFLMR)用于電動(dòng)汽車充電機(jī)中,希望降低電能變換環(huán)節(jié),提升電能轉(zhuǎn)換效率。HFLMR可以實(shí)現(xiàn)AC/AC單級(jí)變換,無需中間直流儲(chǔ)能環(huán)節(jié),從而可以提高電能變換的效率和裝置的功率密度。本文以電動(dòng)汽車充電機(jī)為研究背景,以HFLMR為研究對(duì)象,主要研究HFLMR的雙極性電流空間矢量調(diào)制策略(Bipolar Current Space Vector Pulse-width Modulation,B-C-SVM)、新型一步換流策略和直接電流選擇性控制策略。首先分析了 HFLMR的工作原理,理論推導(dǎo)了適用于HFLMR的B-C-SVM策略,并給出了調(diào)制策略的兩種具體實(shí)現(xiàn)方法。提出了一種適用于HFLMR的新型一步換流策略,相較于半自然兩步換流策略,該方法可以進(jìn)一步縮短換流時(shí)間,減少換流步驟,降低開關(guān)損耗。通過細(xì)分扇區(qū)和優(yōu)化矢量合成順序,實(shí)現(xiàn)了有效矢量之間的切換全部為自然換相。整個(gè)換流過程中,自然換相所占比例為66.7%,比傳統(tǒng)換流策略的50%提高了 16.7%。仿真驗(yàn)證了調(diào)制與新型一步換流策略的正確性。結(jié)合電動(dòng)汽車充電機(jī)應(yīng)用背景,提出了一種直接電流選擇性控制策略,通過對(duì)輸出直流側(cè)電壓、電流和網(wǎng)側(cè)三相電流進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)側(cè)單位功率因數(shù)整流和輸出側(cè)“恒壓限流”充電控制,仿真驗(yàn)證了控制策略的優(yōu)越性。搭建了基于RT-LAB的實(shí)時(shí)仿真平臺(tái),通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了 HFLMR的B-C-SVM、新型一步換流策略和直接電流選擇性控制策略的有效性和可行性。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM461
【圖文】：

西安理工大學(xué)工程碩士專業(yè)學(xué)位論文率應(yīng)用場合，電力電子裝置通常需要經(jīng)過電能變換來達(dá)到應(yīng)用的要求機(jī)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要經(jīng)歷了以下三個(gè)發(fā)展階段：段如圖 1-1 所示，主要由工頻變壓器、二極管不控整流器和 DC/DC 斬成【16】。這種早期的充電機(jī)主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，由于采用了二極管不控整變換效率低且不能對(duì)電網(wǎng)的功率因數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此難以適應(yīng)實(shí)際大規(guī)已經(jīng)退出使用。

電機(jī)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要經(jīng)歷了以下三個(gè)發(fā)展階段：階段如圖 1-1 所示，主要由工頻變壓器、二極管不控整流器和 DC/DC 斬構(gòu)成【16】。這種早期的充電機(jī)主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，由于采用了二極管不控整流能變換效率低且不能對(duì)電網(wǎng)的功率因數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此難以適應(yīng)實(shí)際大規(guī)前已經(jīng)退出使用。圖 1-1 第一階段拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Fig.1-1 Structure diagram of the first stage階段如圖 1-2 所示，主要由不控整流器和隔離型 DC/DC 變換器組成。前整流，會(huì)對(duì)網(wǎng)側(cè)造成嚴(yán)重的諧波污染。后級(jí)為隔離型 DC/DC，相當(dāng)于 DC級(jí)變換通過高頻變壓器連接起來，有利于實(shí)現(xiàn)高頻化，提高功率密度，氣隔離。該拓?fù)湓谥行⌒凸β孰妱?dòng)汽車充電機(jī)中應(yīng)用廣泛【17】。

Fig.1-1 Structure diagram of the first stage階段如圖 1-2 所示，主要由不控整流器和隔離型 DC/DC 變換器組成。前級(jí)整流，會(huì)對(duì)網(wǎng)側(cè)造成嚴(yán)重的諧波污染。后級(jí)為隔離型 DC/DC，相當(dāng)于 DC級(jí)變換通過高頻變壓器連接起來，有利于實(shí)現(xiàn)高頻化，提高功率密度，并氣隔離。該拓?fù)湓谥行⌒凸β孰妱?dòng)汽車充電機(jī)中應(yīng)用廣泛【17】。圖 1-2 第二階段拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Fig.1-2 Structure diagram of the second stage階段如圖 1-3 所示，相較于第一、二階段的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，該拓?fù)渫ㄟ^采用三相】與隔離型 DC/DC 變換器【19】級(jí)聯(lián)的結(jié)構(gòu)，減小了網(wǎng)側(cè)的諧波電流，提高了電效率，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于大型功率的電動(dòng)汽車充電機(jī)中。

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本文編號(hào)：2772132