马嘉杰，孙培德

(东华大学 信息科学与技术学院，上海 201600)

0 引 言

永磁同步电机是转子励磁采用永久磁铁励磁的同步电动机，具有起动牵引力大，功率密度高，稳定性高等优点[1]。国内外学者对永磁同步电机进行了深入研究，并将其广泛应用于电动汽车[2-3]、航空航天[4-5]等领域。同时，三相四桥臂永磁同步电机拓扑结构如图1所示。其中三相电枢绕组为星形连接，中性点由导线引出，与第四桥臂相连构成半开放式绕组连接方式。这种拓扑结构在永磁同步电机中性点引出一根导线，连接新增的第四桥臂，不仅减小了变换器体积和质量，也解决了三相输出电压不平衡[6]的问题，控制方法也比较灵活多变。这种拓扑结构与三相经典拓扑相比，中性点的引出增加了一个额外自由度，也为三次谐波电流提供了通道，并且提高了系统的容错能力[7-9]，因此具有良好的应用价值。

图1 四桥臂拓扑永磁同步电机系统

图1的三相四桥臂永磁同步电机系统，注入三次谐波电流是有意义的，在基波的基础上注入三次谐波，使得相电流增加，转矩也增大。对于传统绕组星形连接的三相电机，就算外部注入三次谐波电流，定子电流上的三次谐波分量也会互相抵消，即三相电机中性点没有电流的三次谐波分量，因此必须在中性点引出一根线连接第四桥臂才能使三次谐波电流通过。基于四桥臂拓扑的永磁同步电机，外部注入三次谐波，可以提高电机的功率和转矩密度[10-12]。……