基于PWM整流器的車載充電機的設(shè)計
發(fā)布時間:2022-01-13 10:49
隨著各國相繼給出禁售燃油汽車時間表,電動汽車越來越成為研究和應(yīng)用的熱點。在電動汽車充電機中,AC-DC變換是其關(guān)鍵技術(shù)。傳統(tǒng)的整流裝置或技術(shù)產(chǎn)生的諧波多導(dǎo)致電能大量浪費,利用率不高。與這種情況恰恰相反,PWM整流器能夠很好地解決此類的問題。本文以三相三電平PWM整流器為組成部件的核心,完成了車載充電機系統(tǒng)的設(shè)計。首先,以二極管箝位型整流器為研究對象,分析了其主電路的拓撲結(jié)構(gòu)和工作原理。通過靜止坐標變換與旋轉(zhuǎn)坐標變換給出了其數(shù)學(xué)模型?紤]到在d-q坐標系中會出現(xiàn)兩個坐標下的電流量的耦合的情況,為了簡化運算方法,采用前饋解耦的措施對它們進行解耦運算。其次,研究了SPWM調(diào)制策略。通過分析DSP芯片只能產(chǎn)生一組上三角波的特點,提出了一種改進的三相三電平整流器SPWM調(diào)制法。該方法不僅與以往的SPWM調(diào)制法等效,而且由于它僅僅使用一個三角波,所以更加容易在DSP中實現(xiàn)。推導(dǎo)了對稱規(guī)則采樣法的數(shù)學(xué)模型,得出了SPWM波的脈寬時間由三角波載波周期、調(diào)制幅度與載波比這三個量共同決定的有關(guān)的結(jié)論。然后,完成了電壓外環(huán)與電流內(nèi)環(huán)的PI參數(shù)的設(shè)計。在此基礎(chǔ)上,利用Matlab搭建了電流解耦雙閉環(huán)控制策略仿...
【文章來源】:安徽理工大學(xué)安徽省
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
fa_b_cl坐標蔡與(a_Ql坐標蔡
pK + τs1/ s圖2-10 系統(tǒng)等效傳遞函數(shù)圖Fig. 2-10 system equivalent transfer function diagram2.6 整流器四象限運行在第一章中,介紹了相比于晶閘管相控整流或者二極管不可控整流等傳統(tǒng)的整流電路,三相電壓型 PWM 整流器(VSR)在電路中的作用有:1. 能夠很好地穩(wěn)定直流側(cè)電壓。2. 可以實現(xiàn)輸入任意的功率因數(shù),甚至是使電壓電流始終保持同相位,系統(tǒng)運行在單位功率因數(shù)下。3. 能夠?qū)崿F(xiàn)四象限運行,能夠?qū)崿F(xiàn)能量的雙向流動。4. 具有較好的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能,大大地提高了整流器的工作效率,減少了無功損耗。本節(jié)就其四象限運行的特點進行詳細的分析。VSR 的四種運行狀態(tài)如圖 2-11所示[46]。ABCDOE 'OABCDEO 'OABCDOE 'OABCDOE 'OV I LV V LV I LV I V LV V I
41圖4-10 三相三電平電流解耦雙閉環(huán)控制系統(tǒng)仿真模型Fig. 4-10 three-phase three-level current decoupling double closed-loop control system simulationmodel4.2.6 仿真結(jié)果及波形分析為了方便分析,選取如下仿真模型參數(shù):AC電源為三相600V ,300MVA,通過變壓器將電源電壓進行變換,相電壓有效值E=220V,直流側(cè)給定電壓*dcU =600V ,交流側(cè)電感 L=5mH ,直流側(cè)電容1 2C =C =7500μF ,直流側(cè)負載電阻值為72 ,整流器開關(guān)頻率為2kHz 。a 相橋臂 PWM 信號仿真波形圖如圖 4-11 所示
【參考文獻】:
期刊論文
[1]新能源電動汽車節(jié)能減排效應(yīng)及發(fā)展路徑研究[J]. 胡曉芳,閆雪艷. 科技經(jīng)濟市場. 2018(01)
[2]電動汽車發(fā)展歷史及前景分析[J]. 玉杰,陳奎訊. 現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè). 2018(07)
[3]SPWM調(diào)制法的改進研究[J]. 鄧玉,李潤陸,徐雄風(fēng). 電工技術(shù). 2018(04)
[4]新能源充電設(shè)備運行效率提高的技術(shù)分析[J]. 鄭超. 中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè). 2018(04)
[5]電動汽車充電機控制系統(tǒng)建模與滑模變結(jié)構(gòu)控制[J]. 李斌,關(guān)天一. 電機與控制學(xué)報. 2018(02)
[6]基于TMS320F2812的三相PWM整流器設(shè)計[J]. 賴前程,張興旺,馬獻花. 自動化應(yīng)用. 2016(08)
[7]三電平PWM整流器的研究[J]. 姜衛(wèi)東,黃靜,李王敏. 電源技術(shù). 2014(01)
[8]三相SPWM逆變器的調(diào)制建模和仿真[J]. 陸兵,劉維亭. 電子設(shè)計工程. 2013(01)
[9]三相三電平PWM整流新技術(shù)[J]. 伍文俊,鐘彥儒. 大功率變流技術(shù). 2011(02)
[10]基于三電平的三相電壓型PWM整流器仿真[J]. 邸斌,高晗瓔,高揚. 哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2010(06)
博士論文
[1]高效高電能質(zhì)量電動汽車充電電源關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 金國彬.湖南大學(xué) 2015
[2]航空應(yīng)用三相高功率因數(shù)整流器研究[D]. 毛鵬.南京航空航天大學(xué) 2010
碩士論文
[1]電動汽車充電系統(tǒng)中AC/DC變流器及電池均衡技術(shù)[D]. 成偉菁.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[2]三電平PWM整流器研究[D]. 王健濤.合肥工業(yè)大學(xué) 2016
[3]基于DSP的三相電壓型PWM整流器的設(shè)計和研究[D]. 李偉龍.華南理工大學(xué) 2014
[4]三相三電平PWM整流器控制系統(tǒng)的研究[D]. 劉渺然.北京交通大學(xué) 2012
[5]基于DSP的三電平三相高功率因數(shù)整流器的研究與設(shè)計[D]. 殷玉洋.蘭州理工大學(xué) 2012
[6]三相三電平PWM整流器的研究[D]. 伊鵬.東華大學(xué) 2012
[7]三相高功率因數(shù)可逆整流器仿真研究[D]. 張永喜.重慶大學(xué) 2011
[8]三電平PWM整流器控制方法研究[D]. 侯慶亮.北方工業(yè)大學(xué) 2010
[9]三電平NPC逆變器PWM控制方法的研究[D]. 馮紀歸.合肥工業(yè)大學(xué) 2009
[10]三相高功率因數(shù)整流器設(shè)計及其研究[D]. 趙軍.武漢理工大學(xué) 2006
本文編號:3586277
【文章來源】:安徽理工大學(xué)安徽省
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
fa_b_cl坐標蔡與(a_Ql坐標蔡
pK + τs1/ s圖2-10 系統(tǒng)等效傳遞函數(shù)圖Fig. 2-10 system equivalent transfer function diagram2.6 整流器四象限運行在第一章中,介紹了相比于晶閘管相控整流或者二極管不可控整流等傳統(tǒng)的整流電路,三相電壓型 PWM 整流器(VSR)在電路中的作用有:1. 能夠很好地穩(wěn)定直流側(cè)電壓。2. 可以實現(xiàn)輸入任意的功率因數(shù),甚至是使電壓電流始終保持同相位,系統(tǒng)運行在單位功率因數(shù)下。3. 能夠?qū)崿F(xiàn)四象限運行,能夠?qū)崿F(xiàn)能量的雙向流動。4. 具有較好的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能,大大地提高了整流器的工作效率,減少了無功損耗。本節(jié)就其四象限運行的特點進行詳細的分析。VSR 的四種運行狀態(tài)如圖 2-11所示[46]。ABCDOE 'OABCDEO 'OABCDOE 'OABCDOE 'OV I LV V LV I LV I V LV V I
41圖4-10 三相三電平電流解耦雙閉環(huán)控制系統(tǒng)仿真模型Fig. 4-10 three-phase three-level current decoupling double closed-loop control system simulationmodel4.2.6 仿真結(jié)果及波形分析為了方便分析,選取如下仿真模型參數(shù):AC電源為三相600V ,300MVA,通過變壓器將電源電壓進行變換,相電壓有效值E=220V,直流側(cè)給定電壓*dcU =600V ,交流側(cè)電感 L=5mH ,直流側(cè)電容1 2C =C =7500μF ,直流側(cè)負載電阻值為72 ,整流器開關(guān)頻率為2kHz 。a 相橋臂 PWM 信號仿真波形圖如圖 4-11 所示
【參考文獻】:
期刊論文
[1]新能源電動汽車節(jié)能減排效應(yīng)及發(fā)展路徑研究[J]. 胡曉芳,閆雪艷. 科技經(jīng)濟市場. 2018(01)
[2]電動汽車發(fā)展歷史及前景分析[J]. 玉杰,陳奎訊. 現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè). 2018(07)
[3]SPWM調(diào)制法的改進研究[J]. 鄧玉,李潤陸,徐雄風(fēng). 電工技術(shù). 2018(04)
[4]新能源充電設(shè)備運行效率提高的技術(shù)分析[J]. 鄭超. 中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè). 2018(04)
[5]電動汽車充電機控制系統(tǒng)建模與滑模變結(jié)構(gòu)控制[J]. 李斌,關(guān)天一. 電機與控制學(xué)報. 2018(02)
[6]基于TMS320F2812的三相PWM整流器設(shè)計[J]. 賴前程,張興旺,馬獻花. 自動化應(yīng)用. 2016(08)
[7]三電平PWM整流器的研究[J]. 姜衛(wèi)東,黃靜,李王敏. 電源技術(shù). 2014(01)
[8]三相SPWM逆變器的調(diào)制建模和仿真[J]. 陸兵,劉維亭. 電子設(shè)計工程. 2013(01)
[9]三相三電平PWM整流新技術(shù)[J]. 伍文俊,鐘彥儒. 大功率變流技術(shù). 2011(02)
[10]基于三電平的三相電壓型PWM整流器仿真[J]. 邸斌,高晗瓔,高揚. 哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2010(06)
博士論文
[1]高效高電能質(zhì)量電動汽車充電電源關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 金國彬.湖南大學(xué) 2015
[2]航空應(yīng)用三相高功率因數(shù)整流器研究[D]. 毛鵬.南京航空航天大學(xué) 2010
碩士論文
[1]電動汽車充電系統(tǒng)中AC/DC變流器及電池均衡技術(shù)[D]. 成偉菁.合肥工業(yè)大學(xué) 2017
[2]三電平PWM整流器研究[D]. 王健濤.合肥工業(yè)大學(xué) 2016
[3]基于DSP的三相電壓型PWM整流器的設(shè)計和研究[D]. 李偉龍.華南理工大學(xué) 2014
[4]三相三電平PWM整流器控制系統(tǒng)的研究[D]. 劉渺然.北京交通大學(xué) 2012
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[6]三相三電平PWM整流器的研究[D]. 伊鵬.東華大學(xué) 2012
[7]三相高功率因數(shù)可逆整流器仿真研究[D]. 張永喜.重慶大學(xué) 2011
[8]三電平PWM整流器控制方法研究[D]. 侯慶亮.北方工業(yè)大學(xué) 2010
[9]三電平NPC逆變器PWM控制方法的研究[D]. 馮紀歸.合肥工業(yè)大學(xué) 2009
[10]三相高功率因數(shù)整流器設(shè)計及其研究[D]. 趙軍.武漢理工大學(xué) 2006
本文編號:3586277
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