【摘要】：近年來,隨著環(huán)境污染越來越嚴(yán)重,環(huán)境問題已引起了世界各國的高度重視。在非再生能源日益短缺以及汽車尾氣導(dǎo)致環(huán)境污染的背景下,具有高效節(jié)能、環(huán)境友好等優(yōu)點的電動汽車在市場中迅速增長。與燃油、燃氣汽車比較,電動汽車中的電力電子器件不斷增加、電氣集成化程度不斷提高,致使其EMC(Electromagnetic Compatibility,電磁兼容)問題更加突出。Z源逆變器作為EV-MDS(Electric Vehicle Motor Drive System,電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng))的重要組成部分,具有獨特的升降壓特性,可以代替變換器與逆變器的級聯(lián)結(jié)構(gòu),非常適合應(yīng)用在電動汽車上面,但與傳統(tǒng)逆變器一樣存在輸出CMV(Common Mode Voltage,共模電壓)高的缺點。EV-MDS作為主要的電磁干擾源,其在工作過程中Z源逆變器產(chǎn)生的CM-EMI(Common Mode Electromagnetic Interference,共模電磁干擾)最為嚴(yán)重,不僅影響自身系統(tǒng)的正常工作,還會對車內(nèi)其他系統(tǒng)產(chǎn)生干擾,嚴(yán)重威脅汽車的自身安全。因此,本文主要對基于Z源逆變器的EV-MDS工作時產(chǎn)生的傳導(dǎo)EMI問題展開研究,主要有以下內(nèi)容:首先,對EV-MDS傳導(dǎo)EMI機理進行分析。介紹EV-MDS的結(jié)構(gòu)組成部分,對Z源網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、Z源逆變器工作原理進行分析,設(shè)計Z源網(wǎng)絡(luò)中的電容、電感并進行參數(shù)計算,在傳統(tǒng)逆變器的基礎(chǔ)上分析Z源逆變器工作時的調(diào)制策略,推導(dǎo)MDS中Z源逆變器產(chǎn)生的CMV和CMC(Common Mode Current,共模電流),詳細分析MDS傳導(dǎo)EMI主要來源以及傳導(dǎo)EMI傳播路徑,分離和提取LISN上的CM干擾和DM(Differential Mode,差模)干擾。其次,對EV-MDS傳導(dǎo)EMI進行建模和仿真分析。在傳導(dǎo)EMI頻率范圍內(nèi),建立MDS各部件高頻電路模型,包括逆變器、電機、線纜和LISN(Line Impedance Stabilization Network,線性阻抗穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)),對MDS傳導(dǎo)EMI機理進行分析,在MATLAB/Simulink軟件下搭建MDS傳導(dǎo)EMI電路仿真模型,分別對交流側(cè)和直流側(cè)傳導(dǎo)EMI進行仿真并分析EMI結(jié)果。通過改變開關(guān)管對地寄生電容的大小,分析不同寄生電容值對MDS傳導(dǎo)EMI產(chǎn)生的影響。再次,對EV-MDS電機端軸電壓、軸電流進行研究。闡述PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor,永磁同步電機)電機端軸電壓和軸電流的產(chǎn)生機理以及共模電壓對PMSM產(chǎn)生的影響,分析PMSM電機端內(nèi)部存在的分布電容,結(jié)合產(chǎn)生機理和分布電容建立PMSM電機端的共模模型并對電機端產(chǎn)生軸電流的路徑進行詳細分析;根據(jù)共模模型和計算所得到的共模參數(shù),在MATLAB/Simulink軟件下搭建電機端軸電壓、軸電流電路仿真模型并進行仿真分析。最后,對EV-MDS傳導(dǎo)EMI的抑制方法進行研究。決定在EV-MDS中采用無源濾波器對其傳導(dǎo)EMI進行抑制,分別在直流側(cè)加入共模扼流圈,在交流側(cè)引入一種改進的RLC二階低通濾波器,將二者濾波器同時接入原電路仿真模型在MATLAB/Simulink中進行仿真,并將得到的仿真結(jié)果與之前未加濾波器的傳導(dǎo)EMI仿真結(jié)果做對比分析,得出采用共模扼流圈和改進的RLC二階低通濾波器相結(jié)合的方法對EV-MDS傳導(dǎo)EMI有很好的抑制效果。
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汽車運行的核心，而驅(qū)動電機又作為 MDS 的核心部好壞。電動汽車最早采用了直流電機系統(tǒng)，特點是期進行維護。隨著電力電子技術(shù)、計算機控制技術(shù)電機以及永磁電機在內(nèi)的交流電機系統(tǒng)體現(xiàn)出比直了直流電機控制系統(tǒng)。特別是借助永磁材料設(shè)計開市場上電動汽車常用的交流電機主要有異步、永磁工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計的結(jié)果，，2016 年上半年，我國純電動萬輛，與上一年同期比較，分別增長 160.8%和 161.6000 輛純電動汽車，其中 PMSM 的裝機量約為 4600異步電機的裝機量約 23000 輛，所占比例約為 32.90圖 1.1 所示。由此可知，PMSM 占了電動汽車所有機的 2 倍。由于 PMSM 所具有的優(yōu)良性能以及我大多數(shù)電動汽車品牌電機均采用 PMSM，如寶馬、

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本文編號：2702576