《電動汽車永磁無刷電機母線電壓調整型驅動系統的研究》是依託哈爾濱工業大學，由張千帆擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：電動汽車永磁無刷電機母線電壓調整型驅動系統的研究
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張千帆
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對電動汽車永磁同步電機採用直軸電流弱磁擴速導致逆變器容量增加、銅損增加、效率變低，無刷直流電機採用超前角控制弱磁擴速轉矩控制通用性差，以及在逆變器橋臂開關器件不控狀態下，永磁電機高速旋轉時反電勢經整流對直流母線電容的電壓衝擊問題,提出基於雙向Z源逆變器的直流母線電壓調整型驅動控制方案.以系統效率最優為目標,研究永磁同步電機全速域內直流母線電壓調節控制方法,載波頻率調節方法;研究無刷直流電機雙向Z源逆變器直流母線電壓調節的PWM控制方法,拓展電機的轉速、轉矩工作範圍,提高驅動系統的效率;研究基於雙向Z源逆變器的不控狀態下電機反電勢經整流對直流側電壓衝擊的抑制方案;研究電機制動、發電工況下,雙向Z源逆變器的控制方法,實現電機制動轉矩和對直流電源（電池或超級電容）充電電流的獨立控制，在保證制動轉矩的同時最佳化直流電源的充電電流，延長直流電源使用壽命。
結題摘要
電動汽車用電池、超級電容或燃料電池等直流電源的電壓會隨著荷電狀態的降低或負載的增加而下降，從而限制電機的轉矩轉速工作範圍。套用Z源變換器可以升高並控制母線電壓，拓寬電機的轉矩、轉速工作範圍；同時變換器橋臂可以直通，系統可靠性高。本課題研究了直流母線電壓和電機繞組電流協調控制方案，以系統效率最優為目標拓寬了電機轉矩轉速工作範圍。採用Z源變換器驅動電機對系統提出了新的挑戰，課題深入研究了不同SVPWM調製方式對電感電流紋波造成的影響，指出四段式SVPWM調製方式下，最大電感電流紋波更小，有利於減小電感體積。詳細分析了小電感情況下，雙向Z源逆變器的工作狀態及電容電壓紋波的計算方法。給出了Z源逆變器輸出電流紋波的解析式，提出直流母線電壓和PWM載波頻率協調控制方案。在低速輕載時，降低母線電壓，調低載波頻率，在不增加電流脈動的情況下，降低了開關損耗。提出了一種適用於Z源逆變器的緩衝電路，在有效的抑制由線路雜散電感引起的電壓尖峰的同時，提高了電路效率。形成Z源變換器制動能量回收策略，避免了傳統制動電阻耗能方案造成的能量損耗。
