电动汽车电机驱动系统功率回路电磁干扰及抑制研究

发布时间：2017-05-10 04:05

  本文关键词：电动汽车电机驱动系统功率回路电磁干扰及抑制研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文以20kW电动汽车用电机驱动系统为研究对象，对系统功率回路电磁干扰特性进行了研究。主要分为：电机驱动系统功率回路电磁干扰理论分析、电机带载工况传导电磁干扰及近场辐射发射试验、系统功率回路传导及线缆辐射建模仿真研究以及电磁干扰抑制方法研究。 首先结合电机驱动系统工作原理，分析功率回路中主要电磁干扰源及电磁干扰传播途径。根据不同频段内功率回路阻抗大小不同，分析功率回路差模和共模传导电磁干扰传播途径，分别建立干扰等效电路，预测电路中各参数对传导电磁干扰的影响关系。基于试验所测直流和交流线缆共模电流预测功率回路线缆产生的辐射电磁干扰。并将预测的辐射电磁干扰值与标准GB/T18655-2010限值进行了对比。 其次，构建20kW电机驱动系统电磁干扰试验研究平台，进行电机不同带载工况下电磁干扰传导发射和辐射发射试验。具体试验内容包括：直流、交流线缆的传导电压、共模电流的测试，近场干扰扫描测试及小电机1米辐射试验等，找出传导干扰电压试验结果超出限值的频段。将小电机1米辐射实验值与理论计算值对比，验证共模电流预测辐射干扰方法的正确性。 然后建立系统功率回路传导干扰、辐射发射的仿真模型。传导干扰模型包括LISN模块、逆变器IGBT模块、电机模块及其他分布参数等。辐射发射分为两部分，等效线缆及整车线缆布局。分别将传导、辐射仿真结果与试验结果对比，验证所建立模型的正确性。并且通过仿真分析不同分布参数对传导干扰的影响规律，以验证前面传导干扰理论分析的正确性，为下一步传导干扰抑制工作做好铺垫。在整车中仿真不同线缆布局的辐射电场、表面电流变化规律，为实际电动汽车中动力线缆布局做好基础。 最后对系统的电磁干扰抑制进行研究分析。通过添加铁氧体磁环、共模扼流圈及采用屏蔽线缆来抑制实验中出现的超频点，，使系统电磁干扰发生符合标准限值要求。
【关键词】：电动汽车 电机驱动系统 功率回路 电磁干扰
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U469.72;U463.6
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-26
• 1.1 研究目的与意义10-11
• 1.2 电动汽车电机驱动系统功率回路电磁干扰研究现状11-23
• 1.2.1 电机驱动系统功率回路传导电磁干扰研究现状11-15
• 1.2.2 电机驱动系统功率回路辐射电磁干扰研究现状15-16
• 1.2.3 电机驱动系统的电磁兼容测试研究现状16-21
• 1.2.4 电机驱动系统功率回路电磁干扰抑制研究现状21-23
• 1.3 论文的主要内容23-26
• 1.3.1 电机驱动系统功率回路电磁干扰理论分析23-24
• 1.3.2 电机驱动系统功率回路测试试验研究24
• 1.3.3 功率回路电磁干扰（EMI）仿真分析与试验研究24-25
• 1.3.4 电机驱动系统功率回路电磁干扰抑制研究25-26
• 第2章 电机驱动系统功率回路电磁干扰机理分析26-51
• 2.1 引言26
• 2.2 电机驱动系统功率回路传导电磁干扰分析26-43
• 2.2.1 IGBT 工作暂态分析27-28
• 2.2.2 差模传导电磁干扰分析28-35
• 2.2.3 共模传导电磁干扰分析35-43
• 2.3 电机驱动系统功率回路辐射电磁干扰分析43-49
• 2.3.1 电机驱动系统功率回路辐射电磁干扰源及其传播途径分析43-47
• 2.3.2 线缆辐射干扰理论预测47-49
• 2.3.3 辐射干扰理论计算结果与标准限值的比较49
• 2.4 本章小结49-51
• 第3章 电机驱动系统功率回路电磁干扰试验研究51-72
• 3.1 功率回路传导电磁干扰试验方法51-53
• 3.1.1 功率回路传导电磁干扰试验方法52-53
• 3.1.2 线缆共模电流电磁干扰试验方法53
• 3.2 电机驱动系统功率回路带载工况传导电磁干扰试验研究53-64
• 3.2.1 功率回路传导电磁干扰试验布置54-56
• 3.2.2 功率回路直流侧传导电磁干扰试验56-57
• 3.2.3 功率回路交流侧传导电磁干扰试验57
• 3.2.4 电机驱动系统不同工况下功率回路电磁干扰试验结果对比57-64
• 3.2.5 不同工况对功率回路传导电磁干扰影响总结64
• 3.3 电机驱动系统功率回路辐射电磁干扰试验研究64-71
• 3.3.1 系统近场扫描测试64-66
• 3.3.2 一米法辐射电磁干扰试验66-71
• 3.4 本章小结71-72
• 第4章 功率回路传导电磁干扰建模与分析72-85
• 4.1 电磁场数值计算简介72-74
• 4.1.1 有限元法72
• 4.1.2 时域有限差分法72-73
• 4.1.3 有限积分法73
• 4.1.4 电磁仿真软件73-74
• 4.2 功率回路的建模与仿真74-77
• 4.2.1 功率回路的建模74-77
• 4.3 功率回路传导电磁干扰仿真研究77-84
• 4.3.1 功率回路仿真结果与试验结果对比78
• 4.3.2 不同电路分布参数对功率回路传导电磁干扰的影响78-84
• 4.3.3 功率回路传导电磁干扰的仿真结果分析84
• 4.4 本章小结84-85
• 第5章 基于功率回路共模电流预测系统辐射电磁干扰85-99
• 5.1 CST 线缆工作室介绍85-86
• 5.1.1 CST 线缆工作室简介85
• 5.1.2 CST 线缆工作室算法模型与理论支持85-86
• 5.2 线缆辐射电磁干扰建模86-87
• 5.3 辐射仿真分析87-89
• 5.3.1 距离线缆 1 米处的电场87-88
• 5.3.2 线缆的辐射特性分析88-89
• 5.4 不同参数对线缆辐射电磁干扰的影响89-98
• 5.4.1 激励信号电流频率对线缆辐射电磁干扰的影响89-92
• 5.4.2 不同线缆长度对线缆辐射电磁干扰的影响92-94
• 5.4.3 整车内线缆布局对辐射电磁干扰预测研究94-98
• 5.5 本章小结98-99
• 第6章 功率回路电磁干扰抑制99-105
• 6.1 铁氧体磁环抑制99-101
• 6.2 共模扼流圈抑制101-102
• 6.3 屏蔽线缆抑制102-104
• 6.4 本章小结104-105
• 第7章 总结与展望105-107
• 7.1 总结105-106
• 7.2 主要创新点106
• 7.3 进一步工作展望106-107
• 参考文献107-111
• 攻读学位期间发表论文与研究成果清单111-112
• 致谢112-113
• 附录 符号说明113

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：353944