大功率永磁同步電機運行諧波分析與抑制方法研究.pdf

1、由于氣隙磁場的畸變和逆變器的非線性特性使永磁同步電機電流中含有大量高次諧波，電流波形發(fā)生畸變，導致電機電磁轉矩脈動，限制了永磁同步電動機在寬范圍調速、高精度的位置、速度控制場合的應用。分析以及抑制永磁同步電機運行諧波，減小永磁同步電機輸出電磁轉矩脈動已經(jīng)成為國內外研究的重點。
　　針對這一問題，本文在經(jīng)過詳細的分析以及系統(tǒng)理論推導后，提出了一種以注入諧波電壓的方式來抑制永磁同步電機運行諧波的控制方式。首先在分析永磁同步電機的基本工

2、作原理，建立永磁同步電機的數(shù)學模型的基礎上；詳細分析了永磁同步電機產(chǎn)生運行諧波的原因，推導得出了永磁同步電機諧波數(shù)學模型，并提出了一種新穎的諧波抑制算法。該算法在諧波dq軸系下實現(xiàn)實時提取電機相電流中諧波分量，通過加入諧波電流環(huán)的方式，實現(xiàn)對諧波電流的閉環(huán)控制，得到精確的諧波電壓分量，并將得到的諧波電壓分量注入到永磁同步電機調速系統(tǒng)中的三相控制電壓中，抵消電機運行時電機電流中的諧波分量，實現(xiàn)對諧波電流分量的抑制，改善了電機電流波形，抑制

3、了電機電磁轉矩脈動。
　　以該諧波抑制算法為基礎，在MATLAB/Simulink下搭建仿真模型進行對比仿真驗證，并提出了基于數(shù)字信號處理器(DSP-TMS320F2812)的永磁同步電機驅動系統(tǒng)設計方案；完成了驅動系統(tǒng)控制器的硬軟件設計和系統(tǒng)調試。通過加入諧波抑制環(huán)節(jié)與未加入諧波抑制環(huán)節(jié)調速系統(tǒng)的比較仿真及實驗，驗證了該算法對抑制大功率永磁同步電機運行諧波和減小永磁同步電機輸出電磁轉矩脈動的有效性。該算法不需要增加任何硬件和離線