表貼式永磁同步電機(jī)弱磁區(qū)電流諧波抑制.pdf

1、表貼式永磁同步電機(jī)弱磁區(qū)表貼式永磁同步電機(jī)弱磁區(qū)電流諧波抑制電流諧波抑制CurrentHarmonicSuppressionintheFluxweakeningControlofSurfacePermanentMagSynchronousMots學(xué)科專(zhuān)業(yè)：電氣工程研究生：王賀超指導(dǎo)教師：夏長(zhǎng)亮教授天津大學(xué)電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院二零一三年十一月摘要表貼式永磁同步電機(jī)以其運(yùn)行可靠、功率密度高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)、航空航天等領(lǐng)域。由于永磁

2、體產(chǎn)生的磁場(chǎng)不可調(diào)節(jié)，隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的升高，電機(jī)反電勢(shì)會(huì)達(dá)到逆變器輸出電壓極限，導(dǎo)致電機(jī)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(yùn)行要求的高性能電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用。過(guò)調(diào)制策略和弱磁控制可以擴(kuò)大永磁同步電機(jī)的調(diào)速范圍，但是會(huì)給電機(jī)控制系統(tǒng)引入電流諧波，進(jìn)而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。為此，本文分析過(guò)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(duì)永磁同步電機(jī)在弱磁過(guò)調(diào)制工況下產(chǎn)生的電流諧波和轉(zhuǎn)矩波動(dòng)這一問(wèn)題，提出了比例積分諧振和無(wú)差拍

3、兩種過(guò)調(diào)制電流諧波抑制策略。本文從永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型出發(fā)，根據(jù)弱磁控制和過(guò)調(diào)制策略的基本原理，分析過(guò)調(diào)制產(chǎn)生電流諧波的原因，研究電流控制器的增益對(duì)擾動(dòng)信號(hào)的抑制作用，構(gòu)建比例積分諧振電流控制器，并推導(dǎo)該控制器的參數(shù)整定方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)弱磁過(guò)調(diào)制工況下電機(jī)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(yùn)行能力。為進(jìn)一步提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，電流環(huán)采用無(wú)差拍控制策略。本文分析了無(wú)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(bǔ)償方法消除了上述誤差，對(duì)比研究補(bǔ)償前后無(wú)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(wèn)題。研究表明，無(wú)差拍電流諧波抑制策略能有效抑制過(guò)調(diào)制產(chǎn)生的電流諧波，提高系統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)性能。本文在永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)仿真和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)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(wú)差拍電流諧波抑制策略對(duì)電流諧波和轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的抑制作用，同時(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(guò)調(diào)制產(chǎn)