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文檔簡介
1、目前全球環(huán)境污染日益嚴(yán)重,化石能源逐漸枯竭,傳統(tǒng)燃油汽車的應(yīng)用越來越受到限制。純電動汽車以其能源潔凈,尾氣零排放和運(yùn)行低噪聲等優(yōu)點(diǎn)成為目前汽車產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型的重要研究對象。各類電機(jī)中無刷直流電機(jī)(BLDCM)以其價格低廉,控制方便,運(yùn)行成本低和出力大等特點(diǎn),很適合現(xiàn)階段低成本微型電動汽車的動力實(shí)現(xiàn)。然而,驅(qū)動方式單一、功能簡單的降壓型傳統(tǒng)無刷直流電機(jī)控制器無法滿足電動汽車復(fù)雜多樣的行駛工況,在爬坡,加速和基速以上運(yùn)行等工況下,較低的蓄電池
2、端口電壓制約了電機(jī)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩性能的提升,導(dǎo)致電動汽車行駛工況受限。Z源逆變器作為一種單級結(jié)構(gòu)的、具有獨(dú)特升降壓功能的高效率新型功率變換器,成為目前純電動汽車驅(qū)動用功率變換器的主要研究對象之一。本文以準(zhǔn) Z源逆變器為基礎(chǔ),分別研究無刷直流電機(jī)的方波控制系統(tǒng)和正弦波控制系統(tǒng),并在此基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)四種工作模式的靈活平滑切換,有效拓寬電動汽車的適用行駛工況。
首先,本文剖析了準(zhǔn) Z源逆變器的工作狀態(tài)和運(yùn)行機(jī)理以及無刷直流電機(jī)常用的控制方法
3、。鑒于準(zhǔn) Z源逆變器能量單向流動、制動能量無法回饋電源的缺點(diǎn),本文構(gòu)建一種能量可雙向化流動的準(zhǔn) Z源逆變器,使其更適合電動汽車功率變換器的應(yīng)用。
然后,通過對無刷直流電機(jī)傳統(tǒng)方波和傳統(tǒng)正弦波驅(qū)動方式的分析,本文提出雙向準(zhǔn)Z源方波和雙向準(zhǔn)Z源正弦波控制系統(tǒng),通過對這兩種控制方式的靈活切換,使無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)具有四種工作模式和六種工作狀態(tài)。根據(jù)四種工作模式的優(yōu)缺點(diǎn)及各自適應(yīng)的運(yùn)行工況,提出在合適的行駛工況切換到合適的工作模式,
4、提高電動汽車行駛性能,拓寬適用行駛工況。分別分析兩種驅(qū)動方式的工作原理以及工作狀態(tài),并根據(jù)各自的工作特點(diǎn),分別給出方波驅(qū)動和正弦波驅(qū)動時準(zhǔn) Z源網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的設(shè)計(jì)方法以及升壓所需的直通量插入方法。針對正弦波驅(qū)動,本文還給出了電機(jī)轉(zhuǎn)子角度的估算方法。通過理論分析和仿真實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了采用雙向準(zhǔn)Z源逆變器驅(qū)動無刷直流電機(jī)的可行性、優(yōu)越性和可靠性。
最后,本文搭建了雙向準(zhǔn)Z源逆變器驅(qū)動的無刷直流電機(jī)小功率實(shí)驗(yàn)樣機(jī),結(jié)合電動汽車實(shí)際應(yīng)用需求,
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