應用于電動汽車充電機的高功率密度三相VIENNA整流器研究.pdf

1、隨著電力電子裝置應用數量的增加，無功及電網諧波污染日趨嚴重。治理電網污染已成為電力電子應用領域的一個重大研究方向。在新能源電動汽車用戶日益增多的發(fā)展趨勢下，充電機接入配電系統(tǒng)時對電網的影響不容忽視，因此當前對充電機前級電路的網側電能質量提出了更高的要求。此外，新型充電機應具有模塊化可并聯特點，有助于未來充電站的擴容和應用成本的減少，為此對新能源電動汽車充電機的高功率密度、高可靠性和高性價比提出了更高的要求。
　　論文針對電動汽車充

2、電機的應用要求，研究前級三相高功率因數VIENNA整流器的工作原理和控制策略。在分析了VIENNA整流器工作原理的基礎上，分別在三相靜止(abc)坐標系、兩相靜止(αβ)坐標系和兩相同步旋轉(dq)坐標系下建立了VIENNA整流器的數學模型和相應的等效電路;針對VIENNA電路直流輸出中點電位不平衡問題，建立了用于中點電位平衡控制的數學模型，揭示了中點電位不平衡的機理。
　　基于VIENNA電路在dq坐標系下的數學模型，本文在雙閉

3、環(huán)控制的基礎之上，首先提出了一種改進型雙前饋控制策略，即在傳統(tǒng)占空比前饋控制的基礎上，提出一種基于前饋系數自適應調節(jié)的占空比前饋控制，和輸出電壓變化量的前饋控制相結合方法，從而改善了直流輸出電壓的動態(tài)響應速度。然后根據電流環(huán)和電壓環(huán)的傳遞函數，給出了控制參數的整定方法。此外推導了中點電位平衡控制的傳遞函數，并給出了相應的控制參數。
　　針對電動汽車充電機的高功率密度應用要求，本文提出了一種數?；旌弦葡啾额l調制策略，生成的驅動脈沖信

4、號頻率是載波信號頻率的2倍，即利用低頻載波實現高開關頻率，因而程序運算資源得到大大增加，從而使得先進而復雜的控制算法能在低成本的數字控制芯片中得以實現。因此本文提出的數模混合移相倍頻調制策略，一方面可以提高變換器的功率密度，另一方面還能提高充電機的性價比。
　　針對非隔離電動汽車充電機的共模漏電流問題，本文提出了一種基于改進型LCL濾波器的共模漏電流抑制方法，該方法未引入任何額外器件，而是通過重新組合交流側的無源器件，即在不增加成

5、本的情況下，保證了VIENNA整流器的高可靠性和高功率密度。在理論分析基礎上，本文對VIENNA整流器的主要硬件電路和軟件進行了設計。給出了VIENNA整流器主電路及其控制電路主要參數的設計方法，并給出了主要程序的流程圖。論文選用TI公司的數字信號處理器(Digital Signal Processor, DSP) TMS320F28035為控制核心，搭建了5kW VIENNA整流器的實驗樣機。最后仿真和實驗結果驗證了本文理論分析的正確