永磁同步电机谐波抑制方法研究

• 作 者: 崔兆蕾
• 出 处: 湖南工业大学
• 发表日期: 2019年01期
• 关键词: 永磁同步电机 谐波抑制 模糊PID 谐波电流注入 谐振调节器

永磁同步电机具有高效、高控制精度、高转矩密度、良好的输出转矩等优点,在目前的工农业生产中应用越来越广泛。但是很多行业对永磁同步电机的控制精度要求非常高,造成永磁同步电机的输出转矩平滑性达不到这些行业对高性能伺服控制的要求。针对这一问题,本文就气隙磁场和逆变器非线性因素造成的永磁同步电机谐波转矩脉动问题展开了研究。首先,本文对传统的永磁同步电机控制系统进行了改进,速度环和电流环采用模糊PID控制器代替了传统的PI控制器,实现了智能控制与传统控制技术的结合,提高了系统的控制精度和抗干扰能力。然后,针对永磁同步电机谐波转矩脉动问题,文中详细阐述了造成永磁同步电机电流谐波的因素,推导了永磁同步电机的谐波数学模型,提出了一种新型的永磁同步电机谐波抑制策略;该策略通过注入谐波电流和利用谐振调节器相结合的方法来抑制转矩脉动,通过向电流环加入谐波电流来抑制电机的6次转矩脉动;另外利用谐振调节器构成的前馈控制来抑制电机的12次转矩脉动。从而实现了对电机谐波电流的抑制,改善了电机的电流波形,提高了电机输出转矩的平滑性。最后,本文就提出的电机控制系统和谐波抑制策略搭建了MATLAB/Simulink仿真模型,对该系统以及谐波抑制算法进行了仿真验证,还搭建了硬件测试平台,将该算法在基于TMS320F2812DSP控制器的伺服驱动器实验平台上进行了测试。通过仿真和实验结果的对比,验证了该系统和算法的可行性和有效性。