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微型电动车三重化直流驱动系统的研究

梁泉  
【摘要】: 随着环境污染和能源危机日益加剧,电动车的发展逐渐受到各国的重视。纯电动汽车具有零污染、低噪音的优点,有广阔的发展前景。驱动系统是电动汽车的关键组成部分,它的输出特性决定了电动汽车的动力特性。目前国内外电动车直流驱动功率变换器使储能电源输出电流从零到电机电枢电流高频脉动,不利于延长动力电池的使用寿命。 本文针对微型电动汽车,在比较多种常用的直流斩波电路基础上,选择三重化桥式斩波电路作为功率变换器主电路并研究了其工作原理。相比普通桥式电路,三重化桥式电路在整个占空比范围内,可以大大平抑电机电枢电流纹波,并使电源输出电流的脉动幅度减少到电枢电流的1/3。为了降低开关管应力,提高变换器的效率,设计了变形RCD缓冲电路,详细分析了其工作原理并计算了主要元件参数。 实际电路中由于三路滤波电感参数的差异,三路电感电流存在不均衡现象,这会导致一路的过载。为此,本文建立了主电路的数学模型,据此模型设计了电流独立闭环的均流方法。 结合主电路的工作模式以及驱动系统的功能要求,确定了控制、驱动电路的设计方案。采用PIC单片机作为控制系统的核心,用来完成电机运行象限切换、电枢电流给定功能。另外设计了保护电路实现对电源欠压、过电流的保护,保证了整个系统安全可靠的运行。 搭建了小型试验平台并进行了相关实验研究,验证了三重化直流斩波电路优点和本文设计的均流方法。上述工作为进一步研究多重化结构直流驱动系统及其在电动公交客车上的应用提供了技术储备。


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