城市軌道交通車輛輔助電源系統(tǒng)中的充電機(jī)是車輛直流電源的重要裝置,提升充電機(jī)的功率密度和效率對(duì)充電機(jī)性能的優(yōu)化有重要而直接的影響。近年,碳化硅(SiC)寬禁帶半導(dǎo)體器件的出現(xiàn)為這一目標(biāo)提供了實(shí)現(xiàn)的可能性,LLC諧振軟開關(guān)技術(shù)將進(jìn)一步提升效率。本文基于碳化硅半導(dǎo)體器件的高頻特性,詳細(xì)研究了 LLC變換器的原理和特性,并將兩者結(jié)合應(yīng)用于城市軌道車輛充電機(jī)的研制中。首先,論文詳細(xì)分析了 LLC變換器的主電路結(jié)構(gòu)和三種工作模態(tài)的原理,通過基波分析法得到了電路的等效模型和電壓增益函數(shù),描述了變換器的增益特性以及ZVS特性和實(shí)現(xiàn)條件。結(jié)合解析法和圖解法完成了諧振元件(諧振電感、諧振電容和激磁電感)參數(shù)的設(shè)計(jì)流程,并基于充電機(jī)的實(shí)際參數(shù)對(duì)諧振參數(shù)進(jìn)行了完整設(shè)計(jì)。基于系統(tǒng)的實(shí)際參數(shù)建立了 LLC變換器充電機(jī)的仿真模型,驗(yàn)證了諧振參數(shù)設(shè)計(jì)的有效性。其次,采用擴(kuò)展描述函數(shù)(EDF)方法對(duì)LLC變換器進(jìn)行了小信號(hào)建模,完成了變換器傳遞函數(shù)的推導(dǎo)過程�；谥C振變換器的特性對(duì)系統(tǒng)的控制方式進(jìn)行選擇,基于建模獲得的輸出-控制傳遞函數(shù)對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析,然后通過頻域分析方法完成了控制器的設(shè)計(jì),并在Matlab仿...

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 SiC器件特性及應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.2.1 SiC器件特性
        1.2.2 SiC器件國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.3 城軌車輛充電機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.1 輔助變流器充電機(jī)的發(fā)展
        1.3.2 LLC諧振軟開關(guān)技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.4 論文主要內(nèi)容
2 LLC變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和原理分析
    2.1 諧振變換器拓?fù)浞治?br>        2.1.1 基本諧振變換器
        2.1.2 串并聯(lián)諧振變換器
        2.1.3 隔離型半橋LLC變換器
    2.2 諧振變換器工作模式及分析
        2.2.1 fm
sr模態(tài)工作原理分析

        2.2.2 f_s=f_r模態(tài)工作原理分析
fr模態(tài)工作原理分析">        2.2.3 f_s>f_r模態(tài)工作原理分析
    2.3 LLC變換器等效電路模型
        2.3.1 基波分析法電路模型
        2.3.2 電壓增益函數(shù)的特性分析
    2.4 LLC變換器的參數(shù)設(shè)計(jì)
        2.4.1 變換器ZVS特性及實(shí)現(xiàn)條件
        2.4.2 LLC變換器參數(shù)設(shè)計(jì)方法
        2.4.3 充電機(jī)LLC變換器參數(shù)計(jì)算流程
    2.5 仿真驗(yàn)證
    2.6 本章小結(jié)
3 LLC變換器控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)
    3.1 LLC變換器的擴(kuò)展描述函數(shù)法建模
        3.1.1 非線性狀態(tài)方程
        3.1.2 諧波近似及擴(kuò)展描述函數(shù)
        3.1.3 大信號(hào)模型
        3.1.4 LLC變換器的小信號(hào)模型
    3.2 LLC變換器閉環(huán)控制器的設(shè)計(jì)
        3.2.1 LLC變換器的控制方式
        3.2.2 LLC變換器系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
        3.2.3 閉環(huán)控制器的設(shè)計(jì)
    3.3 充電機(jī)蓄電池的充電策略研究
        3.3.1 蓄電池常用充電方式
        3.3.2 恒流恒壓充電的仿真實(shí)現(xiàn)
    3.4 本章小結(jié)
4 基于SIC器件的LLC變換器充電機(jī)實(shí)驗(yàn)分析
    4.1 全SIC充電機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        4.1.1 主電路參數(shù)設(shè)計(jì)
        4.1.2 控制電路設(shè)計(jì)
    4.2 全SIC充電機(jī)平臺(tái)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        4.2.1 軟啟動(dòng)過程及效率測(cè)試
        4.2.2 LLC變換器的軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)
        4.2.3 閉環(huán)控制器的驗(yàn)證及分析
        4.2.4 蓄電池恒流恒壓充電實(shí)驗(yàn)
    4.3 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄A
附錄B
作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號(hào)：3970832

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