基于永磁同步电机转子位置变化的混合开关频率调制技术
2021-09-09成海全邱子桢陈勇刘旭甄冬
电气传动 2021年17期
成海全,邱子桢 ,陈勇,刘旭,甄冬
(1.河北工业大学天津市新能源汽车动力传动与安全技术重点实验室,天津 300130;2.河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室,天津 300130)
近年来,凭借其高效率、高可靠性及优越调速性能的优点,永磁同步电机在新能源汽车领域得到了广泛应用。为了实现更高的效率及更优越的调速性能,永磁同步电机驱动系统通常采用以电压源逆变器(voltage source inverter,VSI)为硬件基础的控制系统[1]。然而,由于VSI驱动控制策略下使得供电电压及电流波形不再是恒定频率的正弦形式,而是以非正弦的策略进行调控,形如空间脉宽调制(space pulse width modulation,SPWM)和空间矢量脉宽调制技术,使得电机线电压与相电流中富含谐波成分[2]。特别是在开关频率频段周围,高频边带谐波成分更为突出,不仅使电机径向电磁力波幅值增大,增加系统中某些固有频率重合的几率,产生高频振动噪声;而且会使电机铁损、铜耗及控制器开关损耗增加[3-4]。因而,基于控制策略的永磁同步电机高频边带谐波优化技术已然成为研究热点。
传统的SPWM采用固定频率的三角载波与正弦调制波作为比较,产生脉冲电压信号。通过对固定开关频率下的电流频谱进行分析,在开关频率附近及整数倍频附近产生幅值较高的电流谐波[5]。这些谐波导致电压和电流发生畸变,是引起电磁干扰、机械谐振及电磁噪声的主要来源。诸多的实验表明,当开关频率为3 kHz以下时,随着开关频率的提高,电磁噪声有明显的改善;……
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