永磁同步电动机矢量控制系统指定次谐波分析与抑制研究

发布时间：2023-08-25 19:26

　　永磁同步电动机(Permanent Magnet Synchronous Motor,简称PMSM)不含励磁线圈,依靠永磁材料励磁,这是PMSM不同于电励磁同步电动机的重要区别点。应用在PMSM中的永磁材料有多种类型,其中以稀土钴、钕铁硼为代表的稀土类材料磁性能优异。经过数代发展,PMSM的运行已相当可靠、高效,且不含励磁线圈的结构较少了损耗,这些突出性的优点促进了PMSM在高精度交流伺服、电动汽车驱动、风力发电以及舰船电力推进等领域的广泛应用。伴随PMSM大范围应用而来的是定子相电流内部存在高次谐波,这一问题被学者们逐渐关注。在PMSM矢量控制系统中,由于PMSM内部多种因素会导致气隙磁场畸变,以及逆变电路内部加入了死区时间,功率开关管、二极管等导通时存在管压降等非理想条件的共同作用,使得PMSM定子相电流内部出现一系列的高次谐波,其中以5次、7次谐波含量最高。这些与基波相电流混合在一起的谐波分量不但会使PMSM产生更大的附加损耗、使PMSM内部发热严重并降低工作效率,而且还会破坏PMSM的输出转矩平滑度,这些危害都将严重制约PMSM在高精尖场合的使用。因此,本文的研究内容围绕PMS...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 PMSM高次谐波电流的特点及产生原因
    1.3 PMSM内部高次谐波电流的危害
    1.4 抑制PMSM内部高次谐波电流的方法以及研究现状
        1.4.1 优化PMSM自身结构实现对PMSM本体设计的改进
        1.4.2 采用合适的控制策略进行补偿
    1.5 本文的主要内容
2 PMSM的基本理论
    2.1 PMSM的基本结构
        2.1.1 表面式PMSM的结构分析
        2.1.2 内置式PMSM的结构分析
    2.2 PMSM的分类
    2.3 PMSM的基本工作原理
    2.4 PMSM的数学模型
        2.4.1 PMSM在三相坐标系下的方程表达式
        2.4.2 三相ABC轴系到α-β轴系的变换
        2.4.3 α-β轴系到旋转d-q轴系的变换
    2.5 PMSM的控制方法
        2.5.1 基于转子磁场定向的矢量控制
        2.5.2 直接转矩控制
        2.5.3 两种控制方法的对比分析
    2.6 PMSM矢量控制系统仿真模型的搭建
    2.7 本章小结
3 PMSM矢量控制系统的SVPWM原理及实现
    3.1 SVPWM基本原理
    3.2 SVPWM的具体实现
        3.2.1 扇区判断
        3.2.2 计算相关工作矢量及零矢量的作用时间
        3.2.3 确定矢量切换点
        3.2.4 生成SVPWM波形
    3.3 本章小结
4 PMSM矢量控制系统的谐波分析及数学模型
    4.1 PMSM谐波原因分析
        4.1.1 气隙磁场畸变
        4.1.2 逆变器的非线性特性
    4.2 PMSM谐波数学模型
    4.3 PMSM转矩脉动和谐波的关系
    4.4 本章小结
5 PMSM矢量控制系统的谐波抑制策略
    5.1 平均值法的原理分析
    5.2 定子相电流谐波抑制策略
    5.3 定子相电流谐波抑制策略的仿真实现
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文



本文编号：3843171