用于开关磁阻电机驱动系统的多电平功率变换器拓扑及控制研究
本文选题:开关电容 + 功率变换器 ; 参考:《合肥工业大学》2017年硕士论文
【摘要】:众所周知,电动汽车会大大降低对环境的污染等诸多优点,是未来日常出行替代燃油汽车的最佳选择。开关磁阻电机具有容错能力强、转速高、价格低廉、转子无绕组耐高温等优点,很适合电动车的应用场合。而开关磁阻电机现有的驱动变换器不能很好的满足各种工况,例如在高转速下,出于拓宽恒转矩区等目的,希望可以提升电压;而在低速下,出于降低开关频率,从而降低开关损耗等目的,希望降低电压。而现有功率变换器,如最常用的非对称桥式变换器,其相电压始终被电源电压所限制,不能适应不同电平需求。本文通过分析传统非对称桥式变换器优缺点,进而对比了几种改进的功率变换器拓扑结构,最后针对纯电动汽车、混合电动汽车提出了几种优化的驱动功率变换器拓扑及控制方案。如针对纯电动汽车,提出带开关电容的新型功率变换器拓扑,通过两个电容的串并联来实现改变励磁电压,提升退磁电压的目的。另外提出了采用三相I字型三电平逆变器来驱动三相开关磁阻电机的硬件连接方案,大大增加了控制自由度,有利于降低转矩脉动。针对混合动力应用场合,本文提出了一种集成式驱动拓扑结构,可灵活切换到纯电动驱动模式、纯耗油驱动模式、混合驱动模式、充电模式等多种工作模态。本文基于提出的拓扑结构,做了相关仿真、实验。验证了方案的可行性。
[Abstract]:As we all know, electric vehicles will greatly reduce the pollution to the environment and many other advantages, which is the best alternative to fuel vehicles in the future. Switched reluctance motor (SRM) has the advantages of high fault tolerance, high speed, low price and high temperature resistance without winding, so it is suitable for the application of electric vehicles. But the current drive converter of switched reluctance motor can not satisfy all kinds of working conditions very well, for example, at high speed, in order to widen the constant torque region and so on, it is hoped that the voltage can be raised, while at low speed, in order to reduce the switching frequency, So as to reduce the switching loss and other purposes, hoping to reduce the voltage. However, the phase voltage of existing power converters, such as the most commonly used asymmetric bridge converters, is always limited by the power supply voltage and can not meet the needs of different levels. By analyzing the advantages and disadvantages of traditional asymmetric bridge converters, several improved power converters are compared in this paper. Several optimized topology and control schemes of drive power converters for hybrid electric vehicles (HEVs) are proposed. For a pure electric vehicle, a new power converter topology with switched capacitor is proposed, which can change the excitation voltage and enhance the demagnetization voltage through the series-parallel connection of two capacitors. In addition, a three-phase I-shaped three-level inverter is proposed to drive the three-phase switched reluctance motor. The control degree of freedom is greatly increased and the torque ripple is reduced. In this paper, an integrated driving topology is proposed for hybrid power applications, which can flexibly switch to pure electric drive mode, pure fuel consumption drive mode, hybrid drive mode, charging mode and so on. Based on the proposed topology, simulation and experiments are done in this paper. The feasibility of the scheme is verified.
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM352;TM46
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,本文编号:2032528
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