基于PWM整流器的车载充电机的设计
发布时间：2022-01-13 10:49
随着各国相继给出禁售燃油汽车时间表,电动汽车越来越成为研究和应用的热点。在电动汽车充电机中,AC-DC变换是其关键技术。传统的整流装置或技术产生的谐波多导致电能大量浪费,利用率不高。与这种情况恰恰相反,PWM整流器能够很好地解决此类的问题。本文以三相三电平PWM整流器为组成部件的核心,完成了车载充电机系统的设计。首先,以二极管箝位型整流器为研究对象,分析了其主电路的拓扑结构和工作原理。通过静止坐标变换与旋转坐标变换给出了其数学模型。考虑到在d-q坐标系中会出现两个坐标下的电流量的耦合的情况,为了简化运算方法,采用前馈解耦的措施对它们进行解耦运算。其次,研究了SPWM调制策略。通过分析DSP芯片只能产生一组上三角波的特点,提出了一种改进的三相三电平整流器SPWM调制法。该方法不仅与以往的SPWM调制法等效,而且由于它仅仅使用一个三角波,所以更加容易在DSP中实现。推导了对称规则采样法的数学模型,得出了SPWM波的脉宽时间由三角波载波周期、调制幅度与载波比这三个量共同决定的有关的结论。然后,完成了电压外环与电流内环的PI参数的设计。在此基础上,利用Matlab搭建了电流解耦双闭环控制策略仿...
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
fa_b_cl坐标蔡与(a_Ql坐标蔡
pK + τs1/ s图2-10 系统等效传递函数图Fig. 2-10 system equivalent transfer function diagram2.6 整流器四象限运行在第一章中，介绍了相比于晶闸管相控整流或者二极管不可控整流等传统的整流电路，三相电压型 PWM 整流器（VSR）在电路中的作用有：1. 能够很好地稳定直流侧电压。2. 可以实现输入任意的功率因数，甚至是使电压电流始终保持同相位，系统运行在单位功率因数下。3. 能够实现四象限运行，能够实现能量的双向流动。4. 具有较好的动态和稳态性能，大大地提高了整流器的工作效率，减少了无功损耗。本节就其四象限运行的特点进行详细的分析。VSR 的四种运行状态如图 2-11所示[46]。ABCDOE 'OABCDEO 'OABCDOE 'OABCDOE 'OV I LV V LV I LV I V LV V I
41图4-10 三相三电平电流解耦双闭环控制系统仿真模型Fig. 4-10 three-phase three-level current decoupling double closed-loop control system simulationmodel4.2.6 仿真结果及波形分析为了方便分析，选取如下仿真模型参数：AC电源为三相600V ，300MVA,通过变压器将电源电压进行变换，相电压有效值E=220V，直流侧给定电压*dcU =600V ，交流侧电感 L=5mH ，直流侧电容1 2C =C =7500μF ,直流侧负载电阻值为72 ，整流器开关频率为2kHz 。a 相桥臂 PWM 信号仿真波形图如图 4-11 所示
【参考文献】：
期刊论文
[1]新能源电动汽车节能减排效应及发展路径研究[J]. 胡晓芳,闫雪艳. 科技经济市场. 2018(01)
[2]电动汽车发展历史及前景分析[J]. 玉杰,陈奎讯. 现代商贸工业. 2018(07)
[3]SPWM调制法的改进研究[J]. 邓玉,李润陆,徐雄风. 电工技术. 2018(04)
[4]新能源充电设备运行效率提高的技术分析[J]. 郑超. 中国战略新兴产业. 2018(04)
[5]电动汽车充电机控制系统建模与滑模变结构控制[J]. 李斌,关天一. 电机与控制学报. 2018(02)
[6]基于TMS320F2812的三相PWM整流器设计[J]. 赖前程,张兴旺,马献花. 自动化应用. 2016(08)
[7]三电平PWM整流器的研究[J]. 姜卫东,黄静,李王敏. 电源技术. 2014(01)
[8]三相SPWM逆变器的调制建模和仿真[J]. 陆兵,刘维亭. 电子设计工程. 2013(01)
[9]三相三电平PWM整流新技术[J]. 伍文俊,钟彦儒. 大功率变流技术. 2011(02)
[10]基于三电平的三相电压型PWM整流器仿真[J]. 邸斌,高晗璎,高扬. 哈尔滨商业大学学报(自然科学版). 2010(06)
博士论文
[1]高效高电能质量电动汽车充电电源关键技术研究[D]. 金国彬.湖南大学 2015
[2]航空应用三相高功率因数整流器研究[D]. 毛鹏.南京航空航天大学 2010
硕士论文
[1]电动汽车充电系统中AC/DC变流器及电池均衡技术[D]. 成伟菁.合肥工业大学 2017
[2]三电平PWM整流器研究[D]. 王健涛.合肥工业大学 2016
[3]基于DSP的三相电压型PWM整流器的设计和研究[D]. 李伟龙.华南理工大学 2014
[4]三相三电平PWM整流器控制系统的研究[D]. 刘渺然.北京交通大学 2012
[5]基于DSP的三电平三相高功率因数整流器的研究与设计[D]. 殷玉洋.兰州理工大学 2012
[6]三相三电平PWM整流器的研究[D]. 伊鹏.东华大学 2012
[7]三相高功率因数可逆整流器仿真研究[D]. 张永喜.重庆大学 2011
[8]三电平PWM整流器控制方法研究[D]. 侯庆亮.北方工业大学 2010
[9]三电平NPC逆变器PWM控制方法的研究[D]. 冯纪归.合肥工业大学 2009
[10]三相高功率因数整流器设计及其研究[D]. 赵军.武汉理工大学 2006
本文编号：3586277
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
fa_b_cl坐标蔡与(a_Ql坐标蔡
pK + τs1/ s图2-10 系统等效传递函数图Fig. 2-10 system equivalent transfer function diagram2.6 整流器四象限运行在第一章中，介绍了相比于晶闸管相控整流或者二极管不可控整流等传统的整流电路，三相电压型 PWM 整流器（VSR）在电路中的作用有：1. 能够很好地稳定直流侧电压。2. 可以实现输入任意的功率因数，甚至是使电压电流始终保持同相位，系统运行在单位功率因数下。3. 能够实现四象限运行，能够实现能量的双向流动。4. 具有较好的动态和稳态性能，大大地提高了整流器的工作效率，减少了无功损耗。本节就其四象限运行的特点进行详细的分析。VSR 的四种运行状态如图 2-11所示[46]。ABCDOE 'OABCDEO 'OABCDOE 'OABCDOE 'OV I LV V LV I LV I V LV V I
41图4-10 三相三电平电流解耦双闭环控制系统仿真模型Fig. 4-10 three-phase three-level current decoupling double closed-loop control system simulationmodel4.2.6 仿真结果及波形分析为了方便分析，选取如下仿真模型参数：AC电源为三相600V ，300MVA,通过变压器将电源电压进行变换，相电压有效值E=220V，直流侧给定电压*dcU =600V ，交流侧电感 L=5mH ，直流侧电容1 2C =C =7500μF ,直流侧负载电阻值为72 ，整流器开关频率为2kHz 。a 相桥臂 PWM 信号仿真波形图如图 4-11 所示
【参考文献】：
期刊论文
[1]新能源电动汽车节能减排效应及发展路径研究[J]. 胡晓芳,闫雪艳. 科技经济市场. 2018(01)
[2]电动汽车发展历史及前景分析[J]. 玉杰,陈奎讯. 现代商贸工业. 2018(07)
[3]SPWM调制法的改进研究[J]. 邓玉,李润陆,徐雄风. 电工技术. 2018(04)
[4]新能源充电设备运行效率提高的技术分析[J]. 郑超. 中国战略新兴产业. 2018(04)
[5]电动汽车充电机控制系统建模与滑模变结构控制[J]. 李斌,关天一. 电机与控制学报. 2018(02)
[6]基于TMS320F2812的三相PWM整流器设计[J]. 赖前程,张兴旺,马献花. 自动化应用. 2016(08)
[7]三电平PWM整流器的研究[J]. 姜卫东,黄静,李王敏. 电源技术. 2014(01)
[8]三相SPWM逆变器的调制建模和仿真[J]. 陆兵,刘维亭. 电子设计工程. 2013(01)
[9]三相三电平PWM整流新技术[J]. 伍文俊,钟彦儒. 大功率变流技术. 2011(02)
[10]基于三电平的三相电压型PWM整流器仿真[J]. 邸斌,高晗璎,高扬. 哈尔滨商业大学学报(自然科学版). 2010(06)
博士论文
[1]高效高电能质量电动汽车充电电源关键技术研究[D]. 金国彬.湖南大学 2015
[2]航空应用三相高功率因数整流器研究[D]. 毛鹏.南京航空航天大学 2010
硕士论文
[1]电动汽车充电系统中AC/DC变流器及电池均衡技术[D]. 成伟菁.合肥工业大学 2017
[2]三电平PWM整流器研究[D]. 王健涛.合肥工业大学 2016
[3]基于DSP的三相电压型PWM整流器的设计和研究[D]. 李伟龙.华南理工大学 2014
[4]三相三电平PWM整流器控制系统的研究[D]. 刘渺然.北京交通大学 2012
[5]基于DSP的三电平三相高功率因数整流器的研究与设计[D]. 殷玉洋.兰州理工大学 2012
[6]三相三电平PWM整流器的研究[D]. 伊鹏.东华大学 2012
[7]三相高功率因数可逆整流器仿真研究[D]. 张永喜.重庆大学 2011
[8]三电平PWM整流器控制方法研究[D]. 侯庆亮.北方工业大学 2010
[9]三电平NPC逆变器PWM控制方法的研究[D]. 冯纪归.合肥工业大学 2009
[10]三相高功率因数整流器设计及其研究[D]. 赵军.武汉理工大学 2006
本文编号：3586277
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