高速永磁无刷直流电动机PAM的ZCT/ZVT方法研究

1144766066 · 发表于 2022-5-12 13:58:47

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高速磁悬浮电动机具有能量密度大、运行效率高、寿命长等优点，正逐渐成为高速电机未来的发展方向。为了使电机获得性能稳定的母线电压，需要提高功率变换器的频率，但功率开关器件在硬开通关断过程中会产生严重的电磁干扰（EMI）和开关损耗，影响系统的可靠性，降低整个系统的效率。软开关技术结合了谐振原理和PWM变换器的优点，改善了功率开关器件的运行状态。本文论述了应用在电机控制系统中的软开关电路，从电机供电类型的角度分析了几种具有代表性的软开关电路，并针对PWM-Buck 变换器零转换电路（ZCT和ZVT）的工作原理和性能特点进行详细的理论分析和仿真研究。ZCT电路利用钳位二极管将主辅开关的电压都限制为电源电压，减小了功率管的电压应力；ZVT电路通过增加缓冲电容和二极管，克服了开关管寄生参数产生的内部循环电流。根据电路工作原理对谐振元件进行选择，通过Pspice仿真软件对ZCT和ZVT拓扑电路进行仿真，结果证明了理论分析的正确性和参数设计的可行性。为了优化ZCT电路实验系统，先后采用两种驱动芯片（2SD315AI和IR2214）来驱动不同型号的IGBT，对驱动芯片和外围电路进行了比较详细的说明。带阻性负载的实验结果表明，与硬开关电路相比，ZCT软开关电路所有的开关器件都能在较好的条件下完成导通和关断，而且输出效率有所提高，在无刷直流电机控制系统中具有应用价值。

高速永磁无刷直流电动机PAM的ZCT/ZVT方法研究

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