基于谐振控制的表贴式永磁同步电机弱磁区电流谐波抑制

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1、基于谐振控制的表贴式永磁同步电机弱磁区电流谐波抑制王贺超I夏长亮b2阎彦1史婷娜1(1.天津大学电气与自动化工程学院天津3000722.天津工业大学天津市电工电能新技术重点实验室天津300387)摘要提出了一种应用于弱磁过调制工况下的表贴式永磁同步电机比例-积分-谐振电流谐波抑制策略，该策略可有效解决电机弱磁过调制区运行时的电流畸变、转矩波动大等问题。本文分析了电机常规控制下系统对扰动信号的抑制作用，在此基础上，结合高增益特性的比例谐振控制，针对系统过调制区运行时产生的周期性扰动，提出电流谐波抑制策略，抑制电流谐波和改善平稳

2、运行能力。以一台5.2RW永磁同步电机为被控对象进行仿真及实验研究，结果表明，本文策略可有效抑制电流谐波，改善系统稳态转矩控制效果。关键词：永磁同步电机弱磁控制谐振控制过调制中图分类号：TM315CurrentHarmonicSuppressionintheFlux-WeakeningControlofSurfacePermanentMagnetSynchronousMotorsUsingResonantControllersWangHechao]XiaChangliang1,2YanYan1ShiTingna1(1.Tia

3、njinUniversityTianjin300072China2.TianjinKeyLaboratoryofAdvancedTechnologyofElectricalEngineeringandEnergyTianjinPolytechnicUniversityTianjin300387China)AbstractThispaperpresentsaPIR(proportionalintegralresonate)currentcontrolmethodforSPMSM(surfacepermanentmagnetsy

4、nchronousmotors)inovermodulationrange・TheproposedmethodcaneffectivelyreduceTHD(totalharmonicdistortion)ofcurrentandthetorquerippleintheflux-weakeningovermodulationregion.Inthispaper,themechanismofthedisturbancerejectionbytheconventionalmethodisanalyzed,andanovelPIR

5、controlledmethodisproposedtoimprovetheabilityofthesystemtorejectperioddisturbancesignals.Numericalsimulationsandexperimentswitha7-kWprototypearecarriedout.Theresultsshowthattheproposedmethodcaneffectivelyreduceharmoniccurrentandtorqueripple.Keywords：Permanentmagnet

6、synchronousmotor(PMSM),flux-weakening,resonantcontrol,overmodulation1引言永磁同步电机(PermaneiHMagnetSynchronous国家重点基础研究发展计划(973计划)(2013CB035602),国家自然科学基金重点项目(51037004)和天津市科技支撐计划重点项目(I3ZCZDGX01100)资助。收稿日期2013-07-16改稿日期2013-08-21Motor,PMSM)具有结构简单、运行可靠、功率密度高等优点，广泛应用于数控机床、航空

7、航天和电动汽车等领域［门】。随着工业现代化进程的加速，对PMSM控制系统的要求已不再局限于额定工况等传统应用环境，而是逐渐扩展至基速以上恒功率运行区域。目前，过调制策略和弱磁控制是实现上述要求的有效方法《•讥过调制策略可以提高逆变器输出的基波电压幅值，提高直流母线电压利用率，进而扩大电机的调速范围I6'7,0过调制策略可以分为两区域过调制策略删和单区域过调制策略叫2］。两区域调制策略根据调制系数不同将过调制过程分为两个区域：过调制一区和过调制二区。过调制一区屮逆变器输出的电压矢量与参考电压矢量的相角相同，幅值等比例缩减；过调

8、制二区中同时改变参考矢量的幅值和相角。在两区域调制策略基础上，一些学者为了简化调制篦法将两个过调制区域合并为一个过调制区，即形成单区域过调制策略。该方法的特点是改变逆变器输出电压矢量的相角，而保持幅值不变。该算法不需要查表，易于工业应用，但由于其输出电压高次谐波含量较大，易引起负载电流中产