表貼式永磁同步電機弱磁區(qū)電流諧波抑制.pdf

1、表貼式永磁同步電機弱磁區(qū)表貼式永磁同步電機弱磁區(qū)電流諧波抑制電流諧波抑制CurrentHarmonicSuppressionintheFluxweakeningControlofSurfacePermanentMagSynchronousMots學科專業(yè)：電氣工程研究生：王賀超指導教師：夏長亮教授天津大學電氣與自動化工程學院二零一三年十一月摘要表貼式永磁同步電機以其運行可靠、功率密度高等優(yōu)點，廣泛應用于電動汽車、航空航天等領(lǐng)域。由于永磁

2、體產(chǎn)生的磁場不可調(diào)節(jié)，隨著電機轉(zhuǎn)速的升高，電機反電勢會達到逆變器輸出電壓極限，導致電機轉(zhuǎn)速不能繼續(xù)上升，限制了其在有寬調(diào)速范圍、恒功率運行要求的高性能電機驅(qū)動系統(tǒng)中的應用。過調(diào)制策略和弱磁控制可以擴大永磁同步電機的調(diào)速范圍，但是會給電機控制系統(tǒng)引入電流諧波，進而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩波動。為此，本文分析過調(diào)制產(chǎn)生電流諧波的原因，并提出了電流諧波抑制策略。本文針對永磁同步電機在弱磁過調(diào)制工況下產(chǎn)生的電流諧波和轉(zhuǎn)矩波動這一問題，提出了比例積分諧振和無差拍

3、兩種過調(diào)制電流諧波抑制策略。本文從永磁同步電機的數(shù)學模型出發(fā)，根據(jù)弱磁控制和過調(diào)制策略的基本原理，分析過調(diào)制產(chǎn)生電流諧波的原因，研究電流控制器的增益對擾動信號的抑制作用，構(gòu)建比例積分諧振電流控制器，并推導該控制器的參數(shù)整定方法，實現(xiàn)了對弱磁過調(diào)制工況下電機系統(tǒng)產(chǎn)生電流諧波的有效抑制，改善系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行能力。為進一步提高系統(tǒng)的動態(tài)性能，電流環(huán)采用無差拍控制策略。本文分析了無差拍控制策略在模型參數(shù)不匹配工況下產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)誤差的原因，并利用低通濾波

4、器反饋補償方法消除了上述誤差，對比研究補償前后無差拍控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。最后采用兩種方案解決電流采樣延遲問題。研究表明，無差拍電流諧波抑制策略能有效抑制過調(diào)制產(chǎn)生的電流諧波，提高系統(tǒng)的動靜態(tài)性能。本文在永磁同步電機調(diào)速系統(tǒng)仿真和實驗平臺的基礎(chǔ)上，仿真分析了比例積分諧振電流諧波抑制策略和無差拍電流諧波抑制策略對電流諧波和轉(zhuǎn)矩波動的抑制作用，同時實驗驗證比例積分諧振電流諧波抑制策略。結(jié)果表明，本文提出的兩種電流諧波抑制策略均能有效抑制過調(diào)制產(chǎn)