0 序文跟着近年来能源安适、低碳经济的提倡,新能源汽车获得了振作的起色。DC/DC、OBC、电机节制器-电机编制、 动力蓄电池组成了电动汽车的首要高压架构,跟着车
跟着近年来能源安适、低碳经济的提倡,新能源汽车获得了振作的起色。DC/DC、OBC、电机节制器-电机编制、 动力蓄电池组成了电动汽车的首要高压架构,跟着车载高压部件功率密度的络续升高、开合器件的开合速率络续加疾使电动汽车相较于古代汽车的电磁兼容题目更为残暴。
正在节制器-电机编制中,高压电驱动模块通过三相线/三相铜排将扰乱传导到电机, 酿成电机轴电压、轴电流及共模电流(走电流)过大等负面题目,由此激励的电磁扰乱会对其它零部件甚至整车的寻常职业爆发告急影响, 必需通过有用的滤波安排对电机节制器三相输出端的 EMI 举办抑遏。
对付消浸电机驱动编制的电磁扰乱仍旧有巨额干系考虑,首要有直流母线]、节制器输出三相线],不过直流母线输入滤波不行很好地处置电机节制器到电机的传导和辐射扰乱, 四桥臂逆变器和输出无源或有源滤波器正在本钱和工程方面还需进一步探究奉行。本文基于工程实施,安排了一种正在电机驱动编制三相输出端增添共模磁环的计划来抑遏功率节制器耦合到电机的电磁扰乱。
电机驱动编制中的首要扰乱源是功率开合器件的开合行为,目前车用硅基 IGBT 的职业频率日常为10kH,同时因为电途中杂散电感等寄生参数的存正在,IGBT 正在开通和合断刹时会爆发较高的 du/dt 和 di/dt,如图 1(b)所示某款纯电动汽车用 IGBT 模块职业进程中爆发的 du/dt≈3840V/us,di/dt≈2145A/us,这势必将正在电机驱动回途中爆发频谱领域广大的 EMI骚扰, 某款电机电控编制的原始状况 AM 频段辐射发射测试数据如图 2 所示,从图中可能看出正在3MHz处的骚扰尤为告急。
du/dt 和 di/dt 惹起的噪声正在旅途中撒播爆发的共模扰乱是电机驱动编制 EMI 题目的难点所正在[4]。如图 3 所示共模电流的首要畅通旅途有两条, 一条是从 IGBT 逆变模块通过散热片与机壳之间的散布电容 C1 传导至参考地平面, 此外一条是共模电流Icom1/Icom2/Icom1 通过电机绕组之后, 由电机定转子之间的寄生电容 C2 及机壳与参考地之间的散布电容 C3 组成畅通回途。
受脉冲上升时分、电缆参数、感到电机等效阻抗等要素的影响, 共模电流正在从节制器流向电机绕组时会展示阻抗不配合惹起的反射, 进而使电机端电压正在电平转换 刹时展示瞬时过冲地步 (瞬时过电压), 并且数值最大时可能抵达逆变器相电压的 2 倍[5],有能够加剧电机驱动编制的 EMI 骚扰。本文基于实质工程应用, 提出正在电机节制器输出三相电端增添共模磁环的格式来抑遏电机驱动编制的 EMI 发射程度。
为了通过阻断电机节制器与电机之间骚扰撒播旅途的格式来消浸扫数编制 AM 频段的骚扰程度,安排了一种安置正在逆变器三相输出端的共模磁环,磁环安置地位如图 4 所示。
该三相滤波磁环采用纳米晶质料, 纳米晶具有高磁导率、高饱和磁通密度、损耗小、高居里温度、高职业磁感等长处, 纳米晶质料的首要职能参数如表1 所示。
该磁环采用厚度 21μm 的纳米晶磁芯绕制成跑道型,通过高温退火以及横磁场管束而成,再将管束过的磁芯安置到 PBT 外壳中,灌封硅胶管束。该磁环安置正在电机节制器三相输出的铜排端, 构造方面具有体积小、占用高度小、安置简单等长处;电气方面具有高电感量、高磁导率、高饱和磁通密度、铜损小、居里温度上等超越长处,一律满意 QC/T 413-2002、GB/T 2423.5-1995 颤栗挫折的准绳。
磁环构造如图 5 所示, 该磁环用 M6 的螺钉锁紧到电机节制器的壳体内壁上, 三相输出的铜排从磁环的三个孔穿过,该构造使三相有用的隔脱节来,增强了三相之间相对爬电隔绝。
因为电机为感性器件, 原安排中电机节制器端未设备感性配合,导致高频扰乱由电机端举办反射,加大了线缆辐射扰乱的残暴水准(如图 2 所示)。本文安排的三项滤波磁环等效为一个低通滤波器,与电机感性配合,将扰乱抑遏正在电机节制器内部,从而可能减小骚扰电流流经的电途环途面积, 抵达消浸编制 EMI 骚扰程度的方针。如图 6 所示为加装纳米晶三相共模磁环后的 AM 频段辐射发射测试结果比较, 图中绿色和蓝色弧线为未加磁环测得的辐射骚扰弧线, 血色和玄色弧线为增添三相纳米晶滤波磁环后测得的辐射骚扰弧线。通过比较可知三相磁环的利用使辐射骚扰正在400kHz 以上具有明明的消浸,最高可达10dB。
本文通过表面领会指出了电机驱动编制的共模电流利通旅途,从抑遏逆变器-电机的骚扰撒播旅途开赴, 安排了一种安置正在电机节制器三相电输出端口的纳米晶材质磁环。该共模磁环的引入减小了共模电流的畅通环途面积, 从而有用的抑电机节制器正在职业时爆发的辐射发射的强度, 升高了 整车的EMC 安排牢靠性,为工程安排消浸电机驱动编制举座辐射骚扰供给了思绪。
然而正在实质利用中, 三相磁环的安排必要依照分别的电机驱动编制来安排分别的参数目标, 具有普适性的共模磁环计划有待进一步考虑。
[1] 郑胜敏, 吴森. 电动汽车相易调速电机变频器滤波电容器考虑[C]// 中国内燃机学会第七届学术年会论文汇编.上海:中国内燃机学会, 2007.
[2] JULIAN A L, ORITI G, LIPO T A. Elimination of commo
nmode voltage in three -phase sinusoidal power converters[J].IEEE Transactions o
[3] 刘喆. 电动汽车电机驱动编制的传导扰乱筑模与抑遏手段考虑[D]. 重庆:重庆大学, 2015.
[4] BISHNOI H, MATTAVELLI P, BURGOS R, et al. EMIBehavioral Models of DC -Fed Three -Phase Motor DriveSystems [J]. IEEE Transactions on Power Electronics, 2014,29(9):4633-4645.
[5] JOUANNE A V, ENJETI P, GRAY W. Application issues forPWM adjustable speed AC motor drives [J]. IEEE IndustryApplications Magazine, 1996, 2(5):10-18.
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