基于三相PFC的新型15kW充电模块设计

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1、北京交通大学硕士学位论文基于三相PFC的新型15kW充电模块设计姓名：沈志武申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：姜久春201106中文摘要摘要：新能源汽车的发展有三个路径：改进现有的发动机和整车系统的能效；在现有发动机上使用清洁的非石油燃料；汽车电动化。综合考量这三个路径，汽车电动化是现今的发展所趋。随着全国充电站的不断兴建，充电设备对电网的污染日益严重，消除电网谐波污染，提高功率因数是这些充电设备的必要前提。本文提出的基于三相PFC充电模块，具有电网谐波小、功率因数高等特点，可供充电站各选使用。文章介绍了电力电子领域整流器的发展概况，对多种实现三相整流的控制方法进行了总结

2、，指出了各自的优缺点，特别是对电网的谐波污染。相比之下，电压型空间矢量调制方法能实现四象限运行，特别是在整流状态下，SVPW2VI控制方法能实现单位功率因数变流，电流波形畸变小。该充电模块很好地解决了新能源电动汽车充电设备对电网的谐波污染、电流波形畸变严重等问题。文章详细推导了SVPWM控制算法，并在Matlab／Simulink环境下搭建了三相电压型PWM整流器。并选用飞思卡尔公司的DSP56F803实现三相整流器的数字化，并且成功应用在亚运会充电站充电设备上，验证了该三相PFC充电模块的良好性能。关键词：电动汽车；充电模块；整流器；SVPWM；DSP56FS03；分类号：TM921．5

3、2ABSTRACTABSTRACT：Therearethreedevelopmentdirectionsfornewenergyvehicles，theyare：improvingtheefficiencyofexistingenginesandvehiclesystem，usingcleanandnon-oilfuelincurrentengines，andtheelectrificationofvehicles．Consideringthedirectionsabove，theelectrificationofvehiclesisthecurrenttrend．Withtheconst

4、ructingofchargingstationsaround0111"country,pollutionofchargingmachinestowardselectricpower西dshasbecomingincreasinglyserious，therefore，eliminatingsystemharmonicpollutionandimprovingthepowerfactorofthechargingequipmentshasrequiredasanecessarypremiseofchargingdevices．Thisthesisproposesthethree-phase

5、PFCmoduleswhichbasedonthechargingsystemandhassmallharmonic，hi曲powerfactor,thuspreferableforchargingstation．Thisthesisintroducestheoverviewondevelopmentofrectifiersinpowerelectronicsindustries，concludestheseveralcontrolmethodsofthree—phaserectifierrealizationaswellaspointsouttheadvantagesanddisadva

6、ntagesofeachmethod，especiallythedisadvantagesoftheharmonicpollutiontoelectricpowergrids．Incontrast,thevoltagespacevectormodulationmethodCanachievefour-quadrantoperation．Especiallywhenunderrectifyingconditions，thecontrolmethodofSVPWMCanachievetherectificationofunitpowerfactor,smallerdistortionofcur

7、rentwaveformsandSOon．Thischargingmodulesolvestheproblemsofharmonicspopulationaswellasthedistortionofcurrentwaveformssuccessfully．ThisthesisderivestheSVPWMalgorithmindetail，andconstructsathree-phasePWMvoltagerecti