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电动汽车逆变器器件高频化是其未来发展的趋势。开关损耗会引起逆变器效率下降和器件温升,而器件温升则严重影响逆变器的寿命和车辆运行安全。本文研究了异步电机矢量控制系统中采用DPWM2调制策略,通过减少功率器件的开关次数,从而降低开关损耗。并将其应用于低压电动汽车的矢量控制系统中,显著降低了控制器发热,在不改动控制器硬件结构的基础上,提高了系统的输出功率,增加了系统的可靠性。 本文通过分析6种不连续调制策略,对比了其开关损耗与负载功率因数角和总谐波畸变率的关系,针对电动汽车用异步电机的负载特性,得出DPWM2调制策略更适用于电动汽车用异步电机的控制系统中。本文给出了SVPWM和DPWM2两种调制策略的数字化实现程序。在矢量控制系统中,结合SVPWM在低调制比区电流总谐波畸变率较少,而DPWM2调制策略在高调制比区电流总谐波畸变率较少且能降低开关损耗的优点,本文采用根据调制比分段使用这两种调制策略的方法。既保持了合理开关谐波含量,同时又降低了开关损耗。在Matlab/Simulink平台上对电机控制器不连续PWM的异步电机恒压频比控制系统和矢量控制系统进行了仿真分析,验证了该方法的可行性,得到的仿真结果与实验结果一致。 针对电动汽车用异步电机在空载和轻载低速运行时,由于逆变器非线性特性对系统动态性能的不利影响,导致的电流波形畸变严重,重点分析了零电流钳位现象及其产生机理,利用基于脉冲的等效时间死区补偿法,修正逆变器输出非线性产生的误差。针对电流过零点极性判断不准确,设计了有限冲激响应数字滤波器对电流传感器检测到的相电流进行滤波处理,提高了电流极性判断的精准性,防止误补偿,并对死区补偿进行了仿真分析。 基于TMS320F28035搭建了低压电动汽车用异步电机驱动控制器和额定功率10kW的异步电机实验平台,编写了SVPWM、DPWM2两种调制策略下的恒压频比控制程序和矢量控制程序。在负载5kW、10kW、15kW下进行了开关器件温升实验,比较两种调制方式在不同调制比下的相电流总谐波畸变率和开关损耗,得出了随着调制比的增加,DPWM2调制策略具有更优的电流质量和降低开关损耗的性能,实验结果验证了理论分析的正确性。