永磁同步电机电流环谐波抑制技术研究

作     者：代攀 

作者单位：华中科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：唐小琦

授予年度：2014年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：永磁同步电机 谐波电流 谐波抑制 坐标变换 自适应陷波器 

摘      要：在传统的永磁同步电机交流调速系统中，电机气隙磁场的畸变和逆变器的非线性等因素使电机定子电流中含有大量谐波。这些谐波引起电磁转矩波动，严重制约了电机在高速、高精场合的应用。分析谐波产生的原因及研究抑制谐波的方法对于提高电机的动态性能，扩展其适用范围具有重要的意义。 本文首先对电机的运行谐波进行了分类，选取时间谐波作为主要抑制对象，然后详细地分析了时间谐波产生原因及其特性，推导出该谐波为定子基波电流的5次、7次谐波的重要结论。以此为基础，本文提出了基于坐标变换的算法和基于自适应陷波器的算法进行电流谐波的抑制。前者是通过5次和7次旋转坐标系将谐波提取出来，再构造对应的谐波电流环进行谐波抑制;而后者是通过自适应陷波器将d轴、q轴反馈电流中的6次谐波提取出来，利用原有的电流环进行谐波抑制。两种策略都对谐波进行了闭环补偿，改善了电机的相电流和d轴、q轴电流，有效地抑制了电机的转矩波动。 为了验证这两种策略的效果，本文在MATLAB/Simulink平台上进行了仿真验证，并搭建了以STM32F103ZET6为核心的伺服驱动器性能测试平台进行实验验证。通过对比加入算法前后的d轴、q轴及相电流波形，证明两种算法都是有效的。