浅析升压基于Z源变换器直流无刷电机驱动系统

论文导读：4.2.1制约芯片选型504.2.2最小系统设计50-514.2.3外部扩展电路51-534.2.4制约系统电源设计534.3硬件可靠性53-544.3.1PCB设计53-544.3.2采样抗干扰技术544.4本章小结54-56第5章基于Z源变换器的直流无刷电机系统软件设计56-645.1编译环境565.2主程序56-575.3升压及电机启动程序57-595.4Z源功率变换PWM制约程序59
摘要：直流无刷电机凭借其高效率,长寿命,低噪音以及较好的转速转矩等特性优点,已经广泛运用于日常生产生活的众多领域。特别是在纯电动汽车和混合动力汽车领域,作为汽车的动力系统组成部分,已得到广泛探讨与运用。Z源网络变换器具有升压范围大,允许加入直通量的优点,利用此特点将其运用在电池供电领域尤其是在电动汽车和混合动力汽车中,既可以减少电池数量降低成本,又能够节约电动汽车中有限的空间资源提升能量利用效率。此外由于Z源网络允许在制约历程中插入直通量避开了在传统制约器中由于上下桥臂短路而有着的系统安全隐患,增加了系统的安全性能。文中首先介绍了Z源变换器的基本原理、特点及进展近况并将传统的变换器与之比较。在建立Z源基本概念的基础上进一步浅析了Z源变换器的工作方式,以及Z源相对于传统变换器制约方式的不同和一种非正常的工作状态。并以此为契机浅析直流无刷电机的工作状态和调速策略,得出基于Z源变换器的直流无刷电机驱动系统设计案例的可行性。之后通过对传统直流无刷电机调速系统的浅析与比较,构建了基于Z源变换器的直流无刷电机驱动系统,并详细探讨了此系统三种工作方式。搭建了在Matlab/Simupnk下的系统仿真模型,给出了在模型中Z源网络电感电容设计策略并探讨基于PWM调制方式下的制约对策。通过浅析仿真结果得出本论文所提出的基于Z源变换器的直流无刷电机驱动系统,能够实现直流无刷电机的平稳调速且具有良好的动态性能和抗扰动能力,达到了直流母线升压和直流无刷电机调速一体制约的设想。在文章最后给出了主功率和制约部分的硬件设计电路图、主要部分软件流程图以及实验结果。关键词：Z源论文直流无刷电机论文PWM制约论文SIMULINK论文直流升压论文
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ABSTRACT7-11
第1章 绪论11-20

1.1 课题的目的和作用11-12

1.2 传统功率变换器及其不足12-14

1.3 Z源变换器的探讨近况14-15

1.4 Z源变换器在电力传动中的运用15-17

1.5 直流无刷电机调速方式17-18

1.6 本论文主要探讨内容18-19

1.7 本章小结19-20

第2章 Z源变换器的拓扑结构及工作原理20-31

2.1 Z源变换器的拓扑结构20

2.2 Z源变换器的工作原理20-23

2.3 Z源变换器的非正常工作状态及解决策略23-26

2.4 开关管电压电流应力浅析26-30

2.4.1 电压应力浅析26

2.4.2 电流应力浅析26-30

2.5 本章小结30-31

第3章 基于Z源变换器的直流无刷电机调速系统31-46

3.1 直流无刷电机的数学模型31-33

3.2 基于Z源变换器的直流无刷电机拓扑结构及状态浅析33-37

3.

2.1 拓扑结构33

3.

2.2 工作状态浅析33-37

3.3 制约对策37-41

3.1 Z源变换器的制约方式37-39

3.2 基于Z源变换器的直流无刷电机制约对策39-41

3.4 Z源变换器的电感电容参数计算41-43

3.4.1 电感参数计算41-42

3.4.2 电容参数计算42-43

3.5 仿真结果与浅析43-45

3.6 本章小结45-46

第4章 基于Z源变换器的直流无刷电机系统硬件设计46-56

4.1 主功率电路的设计46-50

4.

1.1 Z源功率变换器设计46-47

4.

1.2 三相全桥设计47

4.

1.3 过欠压保护电路设计47-49

4.

1.4 霍尔信号整形电路49-50

4.2 制约电路的设计50-53
4.

2.1 制约芯片选型50

4.

2.2 最小系统设计50-51

4.

2.3 外部扩展电路51-53

4.

2.4 制约系统电源设计53

4.3 硬件可靠性53-54
4.

3.1 PCB设计53-54

4.

3.2 采样抗干扰技术54

4.4 本章小结54-56
第5章 基于Z源变换器的直流无刷电机系统软件设计56-64

5.1 编译环境56

5.2 主程序56-57

5.3 升压及电机启动程序57-59

5.4 Z源功率变换PWM制约程序59

5.5 直通量生成程序59-60

5.6 中断保护服务子程序60-61

5.7 试验平台及试验结果61-63

5.8 本章小结63-64

总结与展望64-66
参考文献66-70
攻读学位期间发表的学术论文70-71
致谢71