电动汽车电机驱动系统功率回路电磁干扰及抑制研究

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1、电动汽车电机驱动系统功率回路电磁干扰及抑制研究董明承2015年01月中图分类号：F416.6UDC分类号：537电动汽车电机驱动系统功率回路电磁干扰及抑制研究作者姓名董明承学院名称机械与车辆学院指导教师翟丽副教授答辩委员会主席张承宁教授申请学位工学硕士学科专业电力电子与电力传动学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月ElectromagneticInterferenceandSuppressionofPowerCircuitinMotorDriveSystemforElectricVehicleCandidateName:MingchengDo

2、ngSchoolorDepartment:MechanicalandVehicleFacultyMentor:Prof.LiZhaiChair,ThesisCommittee：Prof.ChengningZhangDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：PowerElectronicsandDrivesDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：Jan,2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成

3、果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要本文以20kW电动汽车用电机驱动系统为研究对象，对系统功率回路电磁干扰特性进行了研究。主要分为：电机驱动系统功率回路电磁干扰理论分析、电机带载工况传导电磁干扰及近场辐射发射试验、系统功率回路传导及线缆辐射建模仿真研究以及电磁干扰抑制方法研究。首先结合电机驱动

4、系统工作原理，分析功率回路中主要电磁干扰源及电磁干扰传播途径。根据不同频段内功率回路阻抗大小不同，分析功率回路差模和共模传导电磁干扰传播途径，分别建立干扰等效电路，预测电路中各参数对传导电磁干扰的影响关系。基于试验所测直流和交流线缆共模电流预测功率回路线缆产生的辐射电磁干扰。并将预测的辐射电磁干扰值与标准GB/T18655-2010限值进行了对比。其次，构建20kW电机驱动系统电磁干扰试验研究平台，进行电机不同带载工况下电磁干扰传导发射和辐射发射试验。具体试验内容包括：直流、交流线缆的传导电压、共模电流的测试，近场干扰扫描测试及小电机1米辐射试验等，找出

5、传导干扰电压试验结果超出限值的频段。将小电机1米辐射实验值与理论计算值对比，验证共模电流预测辐射干扰方法的正确性。然后建立系统功率回路传导干扰、辐射发射的仿真模型。传导干扰模型包括LISN模块、逆变器IGBT模块、电机模块及其他分布参数等。辐射发射分为两部分，等效线缆及整车线缆布局。分别将传导、辐射仿真结果与试验结果对比，验证所建立模型的正确性。并且通过仿真分析不同分布参数对传导干扰的影响规律，以验证前面传导干扰理论分析的正确性，为下一步传导干扰抑制工作做好铺垫。在整车中仿真不同线缆布局的辐射电场、表面电流变化规律，为实际电动汽车中动力线缆布局做好基础。

6、最后对系统的电磁干扰抑制进行研究分析。通过添加铁氧体磁环、共模扼流圈及采用屏蔽线缆来抑制实验中出现的超频点，使系统电磁干扰发生符合标准限值要求。关键词：电动汽车；电机驱动系统；功率回路；电磁干扰。I北京理工大学硕士学位论文AbstractTheEMIcharacteristicsofmotordrivesystemforelectricvehiclesisresearchedinthispaper.Itincludesthreeparts:theoreticalanalysisofEMIcharacteristics,experimentandsimul

7、ationofconductedEMIindifferentworkconditions,aswellasradiatedemissionandresearchondifferentmethodsofEMIsuppression.Firstofall,themainEMInoisesourceandtransmissionwaysarestudiedbasedona20kWmotordrivesystem.TheEMInoiseofthedifferentialmode(DM)andcommonmode(CM)conductedforpowercircu

8、itsareanalyzedbybuildingtheequivalentcir