电动汽车电机逆变器系统的电磁干扰与抑制研究
本文选题:电动汽车 切入点:电机逆变器系统 出处:《北京理工大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:本文以电动汽车用电机逆变器系统为研究对象,对系统的电磁干扰特性和抑制方法进行了研究。主要分为系统电磁干扰源及传播路径、系统电磁干扰建模与仿真、系统电磁干扰试验、系统电磁干扰抑制研究和系统装车后电磁干扰研究五部分。第一,研究系统干扰源及传播路径。电机逆变器系统中主要的干扰源是功率开关的快速通断和晶振,本文主要分析了系统主功率回路中的IGBT、逆变器控制器PCB内DC-DC变换器的MOSFET和晶振这三种干扰的频谱特性。根据干扰的频谱特性分析了电机带载和空载,转速和转矩对干扰源电磁发射特性的影响。结合电磁干扰超标点研究了系统高低频差模干扰和共模干扰的传播路径,建立相应的等效电路,分析了不同安装方式引起的分布电容对系统电磁干扰的影响。第二,建立电机逆变器系统电磁干扰的高频电路模型,研究干扰传播路径。通过建立系统的PSPICE模型,仿真分析不同转速、转矩,不同分布电容对系统正极传导干扰电压的影响。采用SPICE建模与端口阻抗特性测量相结合的方法,建立几何尺寸和寄生电路元件的关系,通过分析系统传输特性的S参数和Z参数,确定产生谐振点的元器件,分析元件寄生参数对系统电磁干扰的影响。第三,对电动汽车用电机逆变器系统进行了带载传导电磁干扰试验和辐射电磁干扰试验。验证电机逆变器系统带载和空载工况产生电磁干扰的差异和不同电机转速、转矩,系统不同分布电容对系统电磁干扰的影响。第四,研究电机逆变器系统电磁干扰的抑制方法。研究逆变器电磁干扰滤波方法,设计逆变器内置滤波器和共模扼流圈,降低谐振频点的阻抗或者将谐振频点转移至不重要频段。提出了抑制直流端和交流端电磁干扰的方法,计算确定了直流端滤波器的参数,并通过试验验证方法的有效性。第五,研究电机逆变器系统装车后电磁干扰分布。通过整车辐射发射试验,分析系统装车后产生电磁干扰的规律,建立电机逆变器系统装车后整车辐射电磁发射模型,研究系统装车引起的整车电磁干扰和抑制方法。
[Abstract]:In this paper, the electromagnetic interference characteristics and suppression methods of the inverter system for electric vehicle are studied. The electromagnetic interference source and propagation path of the system, the modeling and simulation of the electromagnetic interference in the system are mainly divided into two parts: the electromagnetic interference source and the propagation path of the system. System electromagnetic interference test, system electromagnetic interference suppression research and system after loading electromagnetic interference research five parts. First, The main interference sources in the motor inverter system are the fast on-off and the crystal oscillation of the power switch. In this paper, the spectrum characteristics of three kinds of interference, IGBT in the main power loop of the system, MOSFET and crystal oscillation of the DC-DC converter in the inverter controller PCB are analyzed. According to the spectrum characteristics of the interference, the band-load and no-load of the motor are analyzed. The influence of rotational speed and torque on electromagnetic emission characteristics of interference source. The propagation paths of high and low frequency difference mode interference and common-mode interference are studied in combination with electromagnetic interference superscalar points, and the corresponding equivalent circuit is established. The influence of distributed capacitance caused by different installation modes on electromagnetic interference is analyzed. Secondly, the high frequency circuit model of electromagnetic interference in motor inverter system is established, and the path of interference propagation is studied. The PSPICE model of the system is established. The effects of different rotational speed, torque and distributed capacitance on the positive conducting interference voltage of the system are simulated and analyzed. The relationship between the geometry size and parasitic circuit elements is established by combining the SPICE modeling with the impedance characteristic measurement of the port. By analyzing the S and Z parameters of the transmission characteristics of the system, the components that produce the resonance point are determined, and the influence of the parasitic parameters of the components on the electromagnetic interference of the system is analyzed. The electromagnetic interference (EMI) test and radiation electromagnetic interference (EMI) test for motor inverter system used in electric vehicle are carried out. The difference of EMI between load and no-load working conditions and the different motor speed and torque are verified. The influence of different distributed capacitors on the electromagnetic interference of the system. 4th, the suppression method of electromagnetic interference in the motor inverter system is studied, the filtering method of electromagnetic interference of the inverter is studied, the built-in filter and the common mode choke coil of the inverter are designed. The impedance of resonance frequency point is reduced or the resonance frequency point is transferred to the unimportant frequency band. A method to suppress the electromagnetic interference at the DC and AC terminals is proposed. The parameters of the filter at the DC end are calculated and the validity of the method is verified by experiments. 5th, The distribution of electromagnetic interference (EMI) in motor inverter system after loading is studied. Through the whole vehicle radiation emission test, the law of electromagnetic interference after loading is analyzed, and the electromagnetic emission model of the whole vehicle after loading is established. The electromagnetic interference (EMI) and suppression method of the whole vehicle caused by the system loading are studied.
【学位授予单位】:北京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TM464;U469.72
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,本文编号:1638477
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