1、 畢業設計(論文)外文文獻翻譯專業電氣工程及其自動化學生姓名王進班級B電氣111學號1110601128指導教師陳榮電氣工程學院 針對永磁型Z源逆變器的應用 電動汽車電機驅動系統摘要本文提出了一種新型的永磁同步電機（PMSM）雙向Z源驅動系統逆變器（ZSI）的電動車輛，以及永磁同步電機驅動改進的矢量控制方案的制定考慮到直流鏈路電壓提升。特性的ZSI用于直流母線電壓控制在一個單級得到的永磁同步電機調速范圍寬而弱磁控制。仿真結果驗證了軍刀所提出的系統的可行性和有效性。1簡介由于石油價格的急劇增長和日益關注全球環境問題，越來越多的人關注電動汽車研究（EV），這是更環保。為電動汽車的驅動系統具有寬的操

2、作范圍內，從靜止到高速是必要的運行。雖然不同結構的電機已被用來推動車輛，永永磁同步電動機（PMSM）已成為越來越有吸引力，因為他們的效率高，高功率密度，高可靠性 1-2 。然而，這些電機本身有一個短的恒功率區域由于其相當有限的弱磁能力。為了增加的速度范圍，主要控制計劃已經過去了。最受歡迎的是弱磁控制高速區域 1 ，但需要額外的電流，減小電機的磁通量。其他的一個是直流母線電壓控制方法。在文獻 3  -  4 ，與升壓變換器的永磁同步電動機驅動系統隨著PWM逆變器系列改變直流母線電壓高于額定速度的影響。然而，此系統不僅增加電路和控制復雜而且成本和空間的要求。同時有傳統的電壓源逆

3、變器的幾種缺陷。一種新的單級功率變換器式，Z源逆變器（ZSI），已經提出了一個競爭替代現有的逆變器拓撲5-7。由于明顯的固有的優點，如電壓降壓和升壓功能，它已被用于多種應用，如燃料電池的能量轉換系統 5 和感應電機 6 。在本文中，一個完整的雙向ZSI的永磁同步電機驅動系統已被提出。然后，穩定ZSI的狀態工作原理，升壓控制方案和修改后的矢量控制方案對永磁同步電機提出了。為了驗證所提出的系統中，利用Saber仿真研究執行。2。雙向Z源逆變器如圖所示，所提出的驅動系統的結構，它由一個電池組，阻抗網絡，傳統的電壓源逆變器永磁同步電機。阻抗網絡由兩相同的電感和兩個相同的電容器連接在一個特定的方式來實現

4、所需的性能。額外的開關S7安裝反平行輸入二極管，消除不良操作模式下電感電流不連續造成的，使系統有能力雙向功率流。從圖2 ZSI兩等效電路，我們有 IL1=IL2,VC1=VC2在 5 的描述，在穩定狀態下，其工作原理可表述如下：B=1/(1-2D0)Vdc=VC/(1-D0)=B*VinVc=(1-Do)*B*VinVdc=D0+(2Vc-Vin)(1-D0)=Vc為了使用直通零矢量控制逆變器直流升壓，PWM方法的改進進行了全面的：簡單，最大增壓，最大恒定升壓控制，和改性SVPWM方案（msvpwm）。SVPWM技術可能是所有的PWM技術中最好的變頻調速的應用由于較低的電流諧波和更高

5、的調制指數。因此，本文采用的是msvpwm  7 方案，。3。驅動系統3.1電壓和電流的限制 8 對永磁同步電機的穩態電壓方程，在轉子參考幀Vsd,Vsq 是d、q軸的電流和電壓，R,Ld和Lq分別是電機電樞電阻，d-和q軸電感， e和pm是電角頻率，永磁磁鏈。在實踐中，考慮到電機的最大線電流ismax與最大可用電壓Vsmax可以形成以下的約束替代（2）到（3），微分算子是在穩定狀態下的零，忽視高速運行的電樞電阻壓降，可以得到一個等效電壓約束通常，作為一個電壓逆變器直流環節（常數保持恒定，所以想和Max。一個更大的as電機的額定轉速比一場weakening策略應用于發動機提

6、供高轉速為常數和最大是用于。然而，相應的電流的增加幅度要搜索。要增加的銅損。在本文件中，（4），另一個策略是提供一個高的發動機通過增加最大速度運行thevs ASe是增加這一特性被認為是有限的電池，電池電流的最大值2。本值對應的直流鏈路電流當電流是電機額定電流。因為本電池電流限制，并與系統的恒轉矩和恒速和在與自測上面的額定功率的速度。輸出轉矩值是定義為以下方程 Tmaxmax（rIBT（EBT （5）在EBT是電池電壓，和效率是會議3.2控制計劃圖.3顯示控制方案的永磁同步電動機驅動系統 圖3 zsi電動車用永磁同步電動機驅動系統的控制方案 圖3 SQI結合計算器功能框圖顯示在圖4（

7、a）。輸入參數是轉子轉速和輸出的q軸電流的最大振幅isqmax。在轉速PI控制器，它將限制電機的最大電流幅值在零d軸電流控制模式使得電池電流不超過其極限。直流環節電壓的命令塊顯示在圖4（b）。當轉子的轉速r低于額定轉速b，沒有升壓和直流母線電壓是的ZSI等于輸入電壓Vdc。高于額定電壓的Vdc等于高速運行中電機。直流環節電壓不宜選擇作為反饋信號。通過方程（1），Z源電容電壓Vc可以通過控制直通時間控制D0。所以在本文中，Vc作為反饋信號來間接控制Vdc的。為了克服Vdc和Vc之間的非線性問題，采用了線性電容器電壓控制器 9 。直通控制器通過控制圖是產生D0。4。仿真結果表1。參數值 組件參數值

8、永磁同步電機額定輸出功率17 kW額定轉速50dra /s額定扭矩340 N m電樞電阻0.4375極數8d軸電感8 mHq軸電感8.5 mH通量場0. 8 Wb電池額定電壓410V額定容量100Ah傳輸系統比率1:2效率0.9Z源網絡電感3 6.5H電容器300FH車輛總質量990kg額區1.7m滾動阻力系數0.015車輪半徑0.287m空氣阻力系數0.3電動汽車的有效性和所提出的傳動系統的動力學研究中了廣泛的用Saber仿真。系統參數的值列于表1。該系統是在不同的操作模式，如圖5所示。圖7（a）通過時間的占空比與速度快的特點，促進因子和拍攝（B）的直流母線電壓和電容電壓與速度快的特點從圖5

9、7 發現如下，d軸電流保持零以上額定轉速。即，驅動系統不需要電流減小電機的磁通量。在再生制動方式，是消極的。即，該系統具有雙向功率流的能力。在額定轉速運行，ZSI的工作沒有直通和直流母線電壓等于輸入電壓。當電機轉速高于額定轉速的增加或減少，ZSI在升壓模式。直流鏈路電壓升高的速度成比例的。和解析計算cvcoincide由方程（1）得到B，D0的結果一致。5。結論本文提出了一種永磁同步電動機驅動系統的雙向ZSI。為了延長速度永磁同步電機的范圍和減少在高速區的電流振幅，ZSI提供通過門上的同一相橋臂的上部和下部開關提高直流母線電壓，為轉子轉速大于額定轉速。因此，逆變器的可靠性大大提高因為直通可以不

10、再破壞電路。該驅動系統可以提供一個低成本的和運行可靠高效的單級結構。此外，的特點永磁同步電機驅動的雙向ZSI分析。模擬結果進行了驗證提出的系統。致謝這項工作是由基礎研究基金支持的大學中央（cdjxs11150002）。工具書類【1】朱清時朱D. Howe。電動，混合動力電機和驅動器，和燃料電池汽車。會議錄，卷95，4號，第4 746-765，2007。【2】C. C. Chan。電的，混合動力技術，燃料電池車。在IEEE，錄卷95，pp. 704-718，2007。【3】K.山本，K.原長濱，T.。永磁同步電機的PWM逆變器驅動的特點用升壓器。電氣和電子工程師協會。對工業應用。，卷40，4號，pp.1145-1152，2004。【4】K.山本，K.筱和美國古河。永磁同步電機的電壓型PWM逆變器驅動有再生能力增強的雙電層電容器。日本反。IA，卷126，第5，第639-645，2006。 5 彭f.z.。Z源逆變器。電氣和電子工程師協會。行業應用，39卷，2號，第504-510，三月/四月2003。 6 蘇皖彭X，M元，X和Z P方，點錢?？烧{速驅動器的Z源逆變器，電力電子?？靾蟆?，卷1，2號，33頁35，月2003。 7 鏡泊湖，建H，龍牙X。對Z源逆變器的建模和設計改