电动汽车PWM驱动电机系统EMC研究

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1、电动汽车PWM驱动电机系统EMC研究重庆大学硕士学位论文(专业学位)学生姓名：龙海清导师姓名：郑玲教授学位类别：工程硕士（车辆工程领域）重庆大学机械工程学院二O一四年五月StudyontheEMCofPWMdrivemotorsystemofelectricvehicleAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheProfessionalDegreeByLongHaiqingSupe

2、rvisedbyProf.ZhengLingSpecialty:ME(VehicleEngineeringField)CollegeofMechanicalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay2014中文摘要摘要近年来，电动汽车发展迅速，相比于传统汽车，其电气集成化程度更高，电子设备所使用的频带越来越宽，相互之间的影响越来越大。电机驱动系统作为电动汽车上高电压、大电流且耦合路径多样的电气系统，是电动汽车电磁干扰（Electroma

3、gneticInterference,EMI）的主要干扰源之一，严重影响电动汽车的电磁兼容（ElectromagneticCompatibility,EMC）性能。本文以某微型电动汽车PWM驱动电机系统为研究对象，综合考虑其传导共模干扰和差模干扰相互之间的影响，对PWM驱动电机系统的传导EMI进行相关研究，为抑制电机驱动系统EMI以及提高电动汽车EMC性能提供理论与技术支撑，具有重要的工程实用价值。论文的主要研究内容有：①根据PWM驱动电机系统结构及控制原理；详细分析电机驱动系统EMI产生机理，

4、并对其传导共模干扰和差模干扰传播路径进行研究；分析推导电机侧干扰电压表达式。为研究电机驱动系统EMI特性奠定基础。②提出电机驱动系统传导EMI预测建模方法；运用多导体传输线理论，建立逆变器输入和输出非屏蔽电缆的高频电路模型，采用解析法计算电缆单位长度电阻，运用有限元法在Maxwell2D软件中求解电缆单位长度电感和电容。③通过测量交流感应电机端口共模阻抗和差模阻抗幅频特性，采用谐振单元的方法，建立交流感应电机高频等效模型，推导等效电路模型中电阻、电容和电感参数的计算方法，以某微型电动汽车的交流感

5、应电机为对象，建立其高频等效电路模型。④设计IGBT开关管驱动电路，建立电机驱动系统电磁干扰源和其它部件的电路模型；根据实际连接情况，建立电机驱动系统EMI预测模型，并在传导干扰规定的0.15-30MHz范围内进行仿真分析；搭建电机驱动系统实验测试平台，测试传导干扰电流的频域波形，与仿真结果对比分析，验证PWM驱动电机系统EMI预测模型的正确性和有效性。⑤对电机驱动系统的EMI抑制技术进行分析研究，并将滤波磁环、屏蔽电缆、以及逆变器屏蔽等手段运用于电机驱动系统EMI抑制措施中，实验和仿真验证这些

6、抑制措施的有效性。关键词：电动汽车，电机驱动系统，传导电磁干扰，预测建模，EMI抑制I重庆大学硕士学位论文II英文摘要ABSTRACTInrecentyears,theelectricvehicledevelopedquickly.Comparedwiththetraditionalcars,itselectricalintegrationdegreeishigher,andthefrequencybandofelectronicdevicesismoreandmorewide.Asaresul

7、t,theinfluencebetweeneachelectricaldeviceismoreandmoreserious.Themotordrivesystemwithhighvoltage,largecurrentanddiversecouplingpathsisoneofthemaininterferencesourcesofelectricvehicle.Itseriouslyaffectstheelectromagneticcompatibility(EMC)ofelectricveh

8、icle.Inthispaper,takingthePWMdrivemotorsystemofaminielectriccarastheresearchobject,andconsideringitsconductioncommonmode(CM)interferenceanddifferentialmode(DM)interferencebetweeneachother,theresearchonconductedelectromagneticinterference(EMI)forPWMdr