高性能电动汽车充电交直流转换控制器设计

发布时间：2020-05-10 12:55

【摘要】：随着电动汽车产业的发展,电动汽车充电基础设施的需求迅速增长。充电基础设施的核心是其整流控制系统,整流控制系统的效率、成本、谐波畸变率等指标的进一步优化是当前充电设备研发的主要方向。本文针对电动汽车整流控制系统的开发展开研究,采用三相三电平三开关的VIENNA拓扑结构,设计完成了一款可用于电动汽车充电的10KW整流器,搭建了实验平台,并基于该平台完成了VIENNA整流器功能的验证。选取了VIENNA整流器的拓扑方案,并完成了仿真模型的搭建。根据文献调研,考虑到VIENNA整流器开关应力低、控制器件少等优点,选取了VIENNA整流器的拓扑方案,并利用Matlab/SIMULINK中的Simpowersystem仿真平台,搭建了VIENNA整流器系统仿真模型。基于仿真模型的方案,完成了VIENNA整流器系统硬件的设计。利用Altium Disigner软件完成了硬件系统的参数选型,主回路设计及相关采样、驱动电路等电路的设计,并完成了硬件电路的调试。分别对单相及三相VIENNA整流器的控制策略进行了研究及仿真验证。单相VIENNA整流器控制策略采用基于SPWM的电压、电流双闭环控制算法,利用无差拍跟随电流预测控制实现电流闭环控制。三相VIENNA整流器采用基于SVPWM的电压、电流的双闭环的控制算法,双闭环控制器均采用PI控制器,针对VIENNA整流器的工作原理,设计了简化三电平空间矢量调制算法(SVPWM)。基于VIENNA整流器数学模型,对两种控制算法进行了仿真验证。搭建了VIENNA整流器实验平台,基于该平台分别对单相和三相VIENNA整流器控制算法进行实验验证,实验结果验证了两种控制算法原理上的合理性,但由于控制算法中未考虑到VIENNA整流器中电力电子器件显著的非线性,其控制性能仍存在一些不足,有待进一步研究和优化。
【图文】：

VIENNA型整流器拓扑

VIENNA整流器简化拓扑结构图
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U469.72

【参考文献】

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本文编号：2657332