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五相永磁同步电机三次谐波电流控制比较研究

2021-09-07李添幸马瑞卿白浩樊平张煜辰

西北工业大学学报 2021年4期

李添幸, 马瑞卿, 白浩, 樊平, 张煜辰

(西北工业大学 自动化学院, 陕西 西安 710129)

在过去的十几年里,从全电飞机(或多电飞机)概念被提出,到目前已经融入飞机设计的核心理念中,以电机和驱动控制器为核心的电驱动系统在飞机上得到了广泛应用。随着大型飞机电驱动需求的增加,以及机载设备功率等级的大幅度提升,对机载电机提出了高功率密度、高可靠性、高安全性等要求[1-2]。多相电机由多相绕组构成,具有可靠性高、功率密度高、容错能力强等优点[3-5]。

目前用于多相电压源逆变器(voltage source inventer,VSI)的SVPWM技术的主要分为3类:d-qSVPWM、双d-qSVPWM以及多维度SVPWM[6]。根据参与合成参考矢量的基础矢量个数,d-qSVPWM可以分为两矢量合成和n-1相矢量合成(n为多相VSI的相数)。由于多相VSI中电压矢量在多个旋转坐标系均有映射,导致高次谐波的产生。为了解决这一问题,Kelly等提出了n-1相矢量合成,并用于9相VSI[7]。Iabal等将其用于5相VSI,基波参考矢量由相邻2个大矢量+2个中矢量和2个零矢量来合成。通过控制同相位大矢量与中矢量的作用时间比为1.618,使VSI输出的电压波形中不再含有三次谐波[8]。在相同调制比下,采用2个大矢量合成,相电压的均方根值更高[9],然而,其VSI输出电压的波形失真度远高于采用n-1相矢量合成。

通过控制大矢量与中矢量的作用时间比虽然可以实现三次谐波电流抑制,但是无法实现三次谐波电流的控制。当气隙磁链密度函数中三次谐波与基波分量之间的比值γ为1/6时,在相同气隙下,基波含量的幅值最大[10]。……

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