混合动力汽车Z源逆变系统传导电磁干扰分析与抑制研究

发布时间：2017-10-23 03:11

  本文关键词：混合动力汽车Z源逆变系统传导电磁干扰分析与抑制研究

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【摘要】：近年来,工业污染越来越严重,能源问题越来越突出,由此带来的环境问题成为人们关注的焦点。混合动力汽车是一种新型的能源汽车,不仅能节约能源而且产生的污染较少,具有很大的应用前景。但是相比传统汽车,混合动力汽车中的电力电子器件大大增加,给汽车系统带来了严重的电磁兼容问题。汽车中的逆变系统作为主要的电磁干扰源之一,产生的EMI(Electromagnetic Interference,电磁干扰)严重影响汽车电子器件的正常工作,给汽车的自身安全行驶和外部电磁环境带来了不良的影响。本文研究的对象是混合动力汽车的Z源逆变系统,对其产生的传导EMI问题进行研究,主要有以下内容:首先对Z源网络的结构及工作原理进行介绍,并对Z源网络中的电容和电感数值进行理论计算;结合混合动力汽车逆变系统的工作原理,分析逆变系统在开路状态、直通状态和非直通状态下的工作过程,分析产生传导EMI的主要电磁干扰源及干扰传播路径。在高频情况下,建立各部件的等效电路模型,主要有电机、LISN(Line Impedance Stabilization Network,线性阻抗稳定网络)和线缆。分析逆变系统各部件在高频下对地产生的寄生电容,寄生电容的参数对传导EMI有着很大的影响,预测电路中各参数对传导EMI的影响。在MATLAB中分别搭建共模和差模干扰仿真电路,对产生的干扰仿真分析,调整相关参数的大小,分析不同参数对干扰产生的影响。其次对混合动力汽车Z源逆变系统传导EMI的抑制方法做了研究,通过对逆变系统产生传导EMI的理论分析,来确定需要抑制的干扰源,进而采取具有针对性的抑制、改进措施;本文采用有源补偿电路对逆变系统产生的传导EMI进行抑制,该电路能够对逆变系统产生的共模电流进行补偿,从而减小逆变系统中的共模干扰,并对补偿电路的结构、工作原理及设计方法做了详细介绍。最后将设计好的有源补偿电路与Z源逆变系统主电路连接,在MATLAB中搭建仿真电路并进行仿真,并将得到的仿真结果与之前未加补偿电路的传导EMI仿真结果对比分析,得出以下结论:该补偿电路能有效减小混合动力汽车Z源逆变系统产生的EMI,起到了抑制干扰的作用,改善了汽车的电磁环境,从而验证了该方法的正确性。
【关键词】：混合动力汽车 Z源逆变系统 电磁干扰 补偿电路 抑制
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM464;U469.7
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-13
• 1.1 选题背景和意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-11
• 1.3 存在的问题11
• 1.4 主要研究内容11-13
• 2 混合动力汽车Z源逆变系统传导EMI机理分析13-24
• 2.1 Z源逆变系统整体结构及工作原理13-18
• 2.1.1 Z源逆变系统整体结构13-16
• 2.1.2 Z源逆变系统控制原理16-18
• 2.2 Z源网络设计18-19
• 2.2.1 电容设计18-19
• 2.2.2 电感设计19
• 2.3 Z源逆变系统传导EMI机理分析19-23
• 2.3.1 传导EMI产生机理19-20
• 2.3.2 传导EMI耦合路径20-23
• 2.4 小结23-24
• 3 混合动力汽车Z源逆变系统传导EMI建模与仿真24-41
• 3.1 Z源逆变系统传导干扰模型的建立24-29
• 3.1.1 电机模型24
• 3.1.2 线缆模型24-27
• 3.1.3 其他部件的模型及寄生参数27-29
• 3.2 Z源逆变系统传导EMI仿真分析29-39
• 3.2.1 Z源逆变系统差模干扰仿真分析31-35
• 3.2.2 Z源逆变系统共模干扰仿真分析35-39
• 3.3 小结39-41
• 4 混合动力汽车Z源逆变系统传导EMI抑制方法研究41-52
• 4.1 混合动力汽车EMI抑制方法41
• 4.2 有源共模抑制技术分析41-42
• 4.2.1 有源补偿电路41-42
• 4.2.2 补偿电路结构42
• 4.3 有源补偿电路设计42-47
• 4.3.1 共模电流检测电路设计42-45
• 4.3.2 推挽补偿电路设计45-46
• 4.3.3 补偿电路工作原理分析46-47
• 4.4 Z源逆变系统共模干扰抑制的仿真分析47-51
• 4.5 小结51-52
• 结论52-54
• 致谢54-55
• 参考文献55-58
• 攻读学位期间的研究成果58

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本文编号：1081320