电动汽车电机逆变器系统的电磁干扰与抑制研究.pdf

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1、电动汽车电机逆变器系统的电磁干扰与抑制研究张新宇2016年1月中图分类号：F416.6UDC分类号：537电动汽车电机逆变器系统的电磁干扰与抑制研究作者姓名张新宇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陈慧岩教授申请学位工学硕士学科专业电气工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2016年1月6日ElectromagneticInterferenceandSuppressioninPowerInverterSystemofElectricVehiclesCandidateName：X

2、inyuZhangSchoolorDepartment:SchoolofMechanicalEngineeringFacultyMentor:AssociateProf.LiZhaiChair,ThesisCommittee:Prof.HuiyanChenDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor:ElectricEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence:Jan,2016研究成

3、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电动汽车用电机逆变器系统为研究对象，对系统的电磁干扰特性和抑制方法进行了研究。主要分为系统电磁干扰源及传播

4、路径、系统电磁干扰建模与仿真、系统电磁干扰试验、系统电磁干扰抑制研究和系统装车后电磁干扰研究五部分。第一，研究系统干扰源及传播路径。电机逆变器系统中主要的干扰源是功率开关的快速通断和晶振，本文主要分析了系统主功率回路中的IGBT、逆变器控制器PCB内DC-DC变换器的MOSFET和晶振这三种干扰的频谱特性。根据干扰的频谱特性分析了电机带载和空载，转速和转矩对干扰源电磁发射特性的影响。结合电磁干扰超标点研究了系统高低频差模干扰和共模干扰的传播路径，建立相应的等效电路，分析了不同安装方式引起的分布电容

5、对系统电磁干扰的影响。第二，建立电机逆变器系统电磁干扰的高频电路模型，研究干扰传播路径。通过建立系统的PSPICE模型，仿真分析不同转速、转矩，不同分布电容对系统正极传导干扰电压的影响。采用SPICE建模与端口阻抗特性测量相结合的方法，建立几何尺寸和寄生电路元件的关系，通过分析系统传输特性的S参数和Z参数，确定产生谐振点的元器件，分析元件寄生参数对系统电磁干扰的影响。第三，对电动汽车用电机逆变器系统进行了带载传导电磁干扰试验和辐射电磁干扰试验。验证电机逆变器系统带载和空载工况产生电磁干扰的差异和不

6、同电机转速、转矩，系统不同分布电容对系统电磁干扰的影响。第四，研究电机逆变器系统电磁干扰的抑制方法。研究逆变器电磁干扰滤波方法，设计逆变器内置滤波器和共模扼流圈，降低谐振频点的阻抗或者将谐振频点转移至不重要频段。提出了抑制直流端和交流端电磁干扰的方法，计算确定了直流端滤波器的参数，并通过试验验证方法的有效性。第五，研究电机逆变器系统装车后电磁干扰分布。通过整车辐射发射试验，分析系统装车后产生电磁干扰的规律，建立电机逆变器系统装车后整车辐射电磁发射模型，研究系统装车引起的整车电磁干扰和抑制方法。关键

7、词：电动汽车；电机逆变器系统；电磁干扰;电磁兼容;电磁干扰抑制I北京理工大学硕士学位论文AbstractTheelectromagneticinterference(EMI)andsuppressionmethodofpowerinvertersysteminelectricvehicleswerestudiedinthispaper.Theresearchwasdividedintofiveparts:EMIsourceandpropagationpathanalysis,EMImodeling

8、andsimulation,EMIexperiment,EMIsuppressionandEMIanalysisafterinstalled.Firstly,theEMIsourceandpropagationpathwereanalyzedaccordingtoresultsoftheexperiment.TherapidlyswitchingdevicesandcrystaloscillatorsarethemainEMIsourceinthesystem,sothefrequ