永磁同步電機(jī)系統(tǒng)的周期頻率調(diào)制策略研究.pdf

1、PWM逆變器驅(qū)動(dòng)的永磁同步電機(jī)會(huì)在開(kāi)關(guān)頻率及其整數(shù)倍附近出現(xiàn)集中的諧波電壓和諧波電流，這些諧波電壓和諧波電流會(huì)產(chǎn)生較大的電磁干擾和高頻噪聲。為了抑制這些集中的諧波電壓和諧波電流，本文將周期頻率調(diào)制引入永磁同步電機(jī)系統(tǒng)。目前，周期頻率調(diào)制在永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究很少。本文主要研究周期頻率調(diào)制對(duì)電機(jī)諧波電流、徑向電磁力、高頻噪聲、電磁干擾、電機(jī)損耗和逆變器損耗的影響。
　　理論分析了周期頻率調(diào)制的原理、種類和擴(kuò)頻寬度，通過(guò)仿

2、真分析了周期頻率調(diào)制在不同調(diào)制函數(shù)和不同擴(kuò)頻寬度時(shí)的擴(kuò)頻效果。對(duì)周期頻率調(diào)制的原理、種類和擴(kuò)頻寬度進(jìn)行了分析，提出了擴(kuò)頻寬度范圍的選擇方法；通過(guò)仿真比較了正弦波、三角波、鋸齒波和方波周期頻率調(diào)制的擴(kuò)頻效果；以正弦波和鋸齒波周期頻率調(diào)制為例，比較了周期頻率調(diào)制在不同擴(kuò)頻寬度時(shí)的擴(kuò)頻效果。
　　研究了周期頻率調(diào)制策略對(duì)永磁同步電機(jī)PWM高頻諧波電流的抑制規(guī)律。對(duì)SVPWM的諧波電壓進(jìn)行了分析，建立了永磁同步電機(jī)諧波等效電路，通過(guò)仿真和

3、實(shí)驗(yàn)研究了固定開(kāi)關(guān)頻率PWM調(diào)制和正弦波、三角波、鋸齒波周期頻率調(diào)制的諧波電流。
　　研究了周期頻率調(diào)制策略對(duì)永磁同步電機(jī)高頻電磁噪聲的抑制規(guī)律。對(duì)電機(jī)的氣隙磁場(chǎng)諧波和徑向電磁力諧波進(jìn)行了理論分析，通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)研究了固定開(kāi)關(guān)頻率PWM調(diào)制和正弦波、三角波、鋸齒波周期頻率調(diào)制的電機(jī)徑向電磁力和高頻噪聲。
　　研究了周期頻率調(diào)制策略對(duì)永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電磁干擾的抑制規(guī)律。理論分析了PWM電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)EMI的機(jī)理；結(jié)合電機(jī)側(cè)和

4、逆變器側(cè)的共模EMI模型建立了電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的共模EMI模型；通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)研究了固定開(kāi)關(guān)頻率PWM調(diào)制和正弦波、鋸齒波周期頻率調(diào)制的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)共模EMI。
　　研究了周期頻率調(diào)制策略對(duì)永磁同步電機(jī)系統(tǒng)高頻損耗的影響規(guī)律。理論分析了電機(jī)的定子鐵心損耗、轉(zhuǎn)子渦流損耗和繞組銅耗與諧波電流的關(guān)系；通過(guò)仿真分析了固定開(kāi)關(guān)頻率PWM調(diào)制和正弦波、鋸齒波周期頻率調(diào)制的電機(jī)定子鐵心損耗、轉(zhuǎn)子渦流損耗和繞組銅損；理論分析了IGBT損耗和二極管損耗

5、的影響因素；通過(guò)仿真分析了固定開(kāi)關(guān)頻率PWM調(diào)制和正弦波、鋸齒波周期頻率調(diào)制的IGBT損耗和二極管損耗。
　　本文的研究結(jié)果表明：周期頻率調(diào)制可以有效地抑制諧波電壓幅值；電機(jī)采用SVPWM逆變器驅(qū)動(dòng)時(shí)，偶數(shù)倍次開(kāi)關(guān)頻率處的諧波電壓幅值大于奇數(shù)倍次開(kāi)關(guān)頻率處的諧波電壓幅值；正弦波、三角波和鋸齒波周期頻率調(diào)制可以有效地抑制電機(jī)的諧波電流幅值；周期頻率調(diào)制可以有效地降低電機(jī)氣隙磁密和徑向電磁力的高頻諧波幅值，從而達(dá)到抑制電機(jī)高頻噪聲幅值