如何降低永磁同步電機(jī)反電動勢的諧波含量?
要降低永磁同步電機(jī)反電動勢的諧波含量,可以從電機(jī)本體結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)控制策略兩方面著手。
在電機(jī)本體結(jié)構(gòu)方面,可以采用斜槽或斜極、優(yōu)化永磁體形狀、優(yōu)化定子繞組類型和磁路等方式,削弱反電動勢的畸變,從而降低諧波含量。
還可以在永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子的一對極距內(nèi)特定位置開設(shè)輔助槽來抑制諧波,比如當(dāng)待消除的諧波次數(shù)為 n 次時(shí),在一對極距內(nèi)(-τ~τ 范圍內(nèi))的 kτ/n 位置處開設(shè)輔助槽,k 取 1 或 2。
針對低階齒諧波引起的反電動勢諧波成分,規(guī)定諧波次數(shù) n 等于低階齒諧波的階數(shù)。為抑制多種諧波,可采用多組輔助槽結(jié)構(gòu)的組合設(shè)計(jì),輔助槽寬度與深度設(shè)置為 0.2mm~0.4mm,形狀可設(shè)置為半圓形槽。
在系統(tǒng)控制策略方面,可利用諧波補(bǔ)償算法來抑制電流諧波,比如諧波電壓補(bǔ)償、多旋轉(zhuǎn) PI 控制、比例諧振控制、復(fù)矢量 PI 控制、重復(fù)控制、自抗擾控制等。
多旋轉(zhuǎn) PI 控制諧波抑制效果較好,但參數(shù)整定難。復(fù)矢量 PI 控制能減少 PI 控制器數(shù)量,但需增加控制器帶寬。比例諧振控制對交流量無靜差控制,諧波抑制效果好,但參數(shù)整定難。重復(fù)控制對周期性擾動有用,動態(tài)響應(yīng)慢。自抗擾控制器能觀測并抑制擾動,但參數(shù)多,整定難。未來可采取多種方法結(jié)合的控制策略,提高電機(jī)控制性能。
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