PMSM控制器逆变电路效率仿真分析.pdf

《PMSM控制器逆变电路效率仿真分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、微特电棚2014年第42卷第7期设计新～-⋯⋯-一⋯⋯⋯⋯⋯-一⋯⋯⋯一⋯⋯⋯-一一--_一⋯⋯一-一⋯一⋯⋯一一·⋯⋯⋯⋯一一⋯⋯．．_⋯，：／一一一PMSM控制器逆变电路效率仿真分析李良璋，王心坚(同济大学，上海201804)摘要：利用仿真软件建立电驱动模型，分析了PMSM控制器逆变电路的能量损耗组成。在不同的工况下，通过仿真实验得到了逆变电路的各个电路部件的相应能量损耗。在考虑主要能耗部件IGBT的损耗功率的同时，将电容损耗以及二极管损耗也纳入计算范围，进而计算得到永磁同步电动机控制器逆变电路在各个电机各个工作点的效率分布，并分析发现了其损耗分布规律。关键词：绝缘栅双极晶体管；效率

2、；永磁同步电动机；仿真；逆变电路中图分类号：TM351文献标志码：A文章编号：1004-7018(2014)07—0043—04SimulationAnalysisoftheInverterCircuitinPMSMControlLILiang—zhang，WANGXin-jian(Ton~iUniversity，Shanghai201804，China)Abstract：Thecomponentsofthedissipationintheconvertorcircuitwereanalyzed．Bybuildingupthesimulationmodelofelectricaldriv

3、esystemthroughusingsimulationsoftware，theworkingstatusesofeachworkingconditionpointwererecorded．ThedissipationofIGBTwascalculatedaswellasthatofthecapacitorandthebypassdiode．Theeficiencyoftheinvertormoduleateachworkingconditionwascalculatedanditsdistributionlawwasanalyzed．Keywords：IGBT；efficiency；

4、PMSM；simulation；invertorcircuit0引言1模型结构目前，续航里程短是制约电动车发展的一个重根据文献[1]和电驱动模型以及矢量控制原要因素。为了提高电动车的续航里程，除了提高电理，本文建立起了电驱动仿真模型结构。动车车载电池的能量密度外，对电动车系统能耗的优化也是很重要的一个部分，因此，有关降低系统能耗的研究就一直没有停止过。电机控制器逆变电路在电驱动系统中承担着给电机直接提供三相交流电的任务，其损耗研究便是电驱动效率研究中的一个重点。由于在三相逆变电路中的电压、电流处于高频变化之中，因此，在实验中对这些量进行测量和记录就变得十分困难。以往的研究侧重于理论的公式

5、推导。而纯理论推导出的结果由于考虑的因素不够全面，导致与实际实验结果往往相差较大；这就给仿真研究留下了一定的发挥空间。本文建立起了较为精确的电驱动仿真模型，通过仿真实验，得到了在不同工况下的逆变电路各个元件的功率损耗；对IGBT的损耗作了进一步的细致分析；得到了逆变电路效率，总结其效率分布规律并与实际实验结果作比较，以验证仿真分析结果的正确性收稿日期：2013—11—3O基金项目：国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2011CB711202)；中央高校专项资金项目(1024720110000)设计新．微持电棚2014年第42卷第7期一⋯c，z，z《⋯一⋯-⋯⋯⋯⋯一一一⋯⋯⋯⋯一

6、一⋯一⋯⋯⋯·一⋯-⋯⋯⋯·一一⋯--_⋯一⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一一⋯李良璋，等搭建出该部分的仿真结构如图2所示。j口日图3处理后的PWM波信号输出的两路PWM波信号则分别供给上桥臂的IGBT和下桥臂的IGBT。在整流电路中，当负载是开关功率变换器时，由于负载电流的突变，会产生极高的感应电动势。从这一点看，直流电源不仅仅提供直流电流，而是需要提供带有丰富交流成分的脉冲电流。这时的直流电源不仅需要低的直流内阻，还需要在很宽的频带宽度均具有良好的低阻抗，而宽频段的低阻抗作为整流器的直流电源是不会提供的。要想获得良好的宽频段的低阻抗必须应用性能良好的电容器，利用电图2逆变器仿真模型图容器电压不能跃

7、变和电容器容抗随频率的升高而降模型中，IGBT参数根据某型逆变器模块说明中低的特性，用电容器降低直流母线的交流阻抗。所提供的数据进行设置。由于这些原因，本文在逆变电路中引入了母线表1IGBT的仿真参数旁路电容，通过监控电容的电流发现，电容的引入也IGBT导通有效导通面积内阻门极源门极漏极造成了损耗，因此在接下来的分析中，将开关管损阈值电压(决定最大导通电流)极电容氧化电容耗、二极管损耗同电容的损耗一并分析研究。6．3Vl8cm0．1