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电动汽车电机驱动系统的电磁兼容性研究

作　者: 刘大亮
导　师: 计时鸣；张利
学　校: 浙江工业大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 电动汽车 电磁兼容 共模干扰 干扰抑制
分类号: U469.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


随着电动汽车的迅速发展,其电磁兼容性也越来越受到重视。电机驱动系统的电压高、电流大、结构复杂,耦合路径多样是电动汽车最主要的干扰源之一。本文以分析、试验、改进、再进行对比试验的思路对一台国产典型电动汽车的电机驱动系统的电磁兼容性进行了研究。本文的主要内容为:1.以电磁兼容理论为基础,分析了电机驱动系统的干扰源和干扰的传播路径。2.根据现有的汽车电磁兼容标准和电动汽车自身特点对电动汽车的驱动系统做了如下三个试验:动力电缆的传导发射试验;交流电缆的共模电流传导发射试验;直流母线的瞬态脉冲发射试验。试验结果表明:逆变器的高频开关特性是产生传导干扰和辐射干扰的主要原因;车辆在低速阶段的交流电压谐波和电流谐波较大;车辆的高频磁场辐射骚扰较大。3.研究了提高电机驱动系统电磁兼容性的方法。计算了IGBT开关波形的频谱特性,为逆变电路的电磁兼容性设计提供了依据;给出了控制电路的抗干扰措施;根据动力系统干扰的特点,对其进行了屏蔽设计;提出了抑制驱动系统共模电流的方案。最后,经过对比试验表明,采取以上措施后电机驱动系统产生的干扰得到明显抑制,系统的电磁兼容性能得到提高。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章 绪论  10-16
  1.1 课题的背景和意义  10-12
    1.1.1 课题的背景  10-12
    1.1.2 课题的意义  12
  1.2 国内外研究现状  12-14
    1.2.1 电动汽车电磁兼容标准化现状  12-13
    1.2.2 电动汽车电磁兼容研究现状  13-14
  1.3 本文的主要研究工作  14
  1.4 本章小结  14-16
第2章 驱动系统电磁兼容的分析  16-30
  2.1 研究平台介绍  16-20
    2.1.1 高压电池组布置  16-17
    2.1.2 电动机参数  17
    2.1.3 电机控制器参数  17-19
    2.1.4 高压电缆的布线  19-20
  2.2 干扰传播路径  20-24
    2.2.1 近场耦合和远场耦合  20-22
    2.2.2 传导干扰的一般性分析  22-24
  2.3 驱动系统干扰电压的计算  24-26
  2.4 电池及电池组的电路模型  26-27
  2.5 驱动系统的差模传导干扰分析  27
  2.6 驱动系统的共模传导干扰分析  27-29
  2.7 本章小结  29-30
第3章 电动汽车电磁兼容的标准和试验方法  30-41
  3.1 电动汽车电磁兼容标准介绍  30-33
    3.1.1 汽车电磁兼容国际标准  30-32
    3.1.2 汽车电磁兼容中国国家标准  32-33
  3.2 电动汽车驱动系统的电磁环境  33
  3.3 电动汽车电磁兼容试验方法研究  33-40
    3.3.1 动力电缆线的传导发射试验  33-37
    3.3.2 电力电子设备电源线瞬态脉冲发射试验  37-39
    3.3.3 三相线的共模电流发射试验  39-40
    3.3.4 电动汽车磁场辐射发射试验  40
  3.4 本章小结  40-41
第4章 电机驱动系统的电磁兼容试验研究  41-52
  4.1 直流母线上的传导发射试验  41-44
    4.1.1 电压测试法  41-43
    4.1.2 电流测试法  43-44
  4.2 交流电缆线的传导发射试验  44-48
    4.2.1 电压测试法  44-45
    4.2.2 电流测试法  45-48
  4.3 直流母线瞬变脉冲发射试验  48
  4.4 三相线的共模电流发射试验  48-49
  4.5 整车磁场辐射发射试验  49-50
  4.6 试验结果分析  50
  4.7 本章小结  50-52
第5章 电机驱动系统的电磁兼容性设计  52-70
  5.1 逆变单元输出电压波形频谱的研究  52-57
  5.2 控制板的电池兼容性设计  57-59
    5.2.1 多层电路板技术  57-58
    5.2.2 CAN 总线的隔离技术  58-59
  5.3 瞬态脉冲的抑制  59-60
  5.4 动力系统的屏蔽设计  60-65
    5.4.1 屏蔽效能  61-62
    5.4.2 屏蔽材料的选择  62-65
    5.4.3 屏蔽完整性保证措施  65
  5.5 共模传导电流抑制方法研究  65-66
  5.6 改进后的试验对比  66-69
  5.7 本章小结  69-70
第6章 总结与展望  70-72
  6.1 结论  70-71
  6.2 展望  71-72
参考文献  72-75
致谢  75-76
攻读学位期间参加的科研项目和成果  76

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 汽车工程 > 各种汽车 > 各种能源汽车 > 电动汽车
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