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1、碩士學(xué)位論文永磁同步電機(jī)電流諧波抑制策略的研究RESEARCHONCURRENTHARMONICSSUPPRESSIONSTRATEGYOFPERMANENTMAGNETSYNCHRONOUSMOTOR劉興亞哈爾濱工業(yè)大學(xué)2018年6月國內(nèi)圖書分類號：TM351學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號：621.3密級：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文永磁同步電機(jī)電流諧波抑制策略的研究碩士研究生：劉興亞導(dǎo)師：安群濤副教授申請學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：電氣工程所在單位：電氣工程及自動(dòng)化學(xué)院答辯日期：2018年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)Classif
2、iedIndex:TM351U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONCURRENTHARMONICSSUPPRESSIONSTRATEGYOFPERMANENTMAGNETSYNCHRONOUSMOTORCandidate：XingyaLiuSupervisor：Asso.Prof.QuntaoAnAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEnginee
3、ringAffiliation：SchoolofElectricalEngineeringandAutomationDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要永磁同步電機(jī)由于具有運(yùn)行效率高和轉(zhuǎn)矩輸出比高等優(yōu)點(diǎn)，在電動(dòng)汽車、航空航天和家用電器等領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。但由于逆變器的非線性及電機(jī)本體設(shè)計(jì)和工藝偏差導(dǎo)致反電勢波形失真，引入電流諧波。電流諧波導(dǎo)致電機(jī)損耗增加和轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，使
4、得系統(tǒng)的控制效果變差，很大程度上影響了永磁同步電機(jī)在高性能場合的應(yīng)用。因此，對電流諧波來源進(jìn)行分析研究，并且在此基礎(chǔ)上研究電流諧波抑制策略來提高系統(tǒng)的控制性能就具有十分重要的意義。首先，對逆變器非線性產(chǎn)生的電壓和電流諧波進(jìn)行分析和研究，建立考慮電壓電流畸變和反電勢非正弦的PMSM諧波數(shù)學(xué)模型，為下一步提出有效的電流諧波抑制算法提供必要的理論支撐。針對永磁同步電機(jī)系統(tǒng)中含量較高的5次和7次電流諧波，研究采用基于旋轉(zhuǎn)PI控制器的特定次數(shù)電流諧波抑制策略，通過構(gòu)造諧波電流環(huán)來抑制電流諧波分量，提高系統(tǒng)控制性能。在此基礎(chǔ)上，提出推廣到
5、整個(gè)復(fù)數(shù)域的復(fù)數(shù)PI控制器，利用其對交流信號能夠?qū)崿F(xiàn)無靜差跟隨的特性對電流諧波進(jìn)行抑制。研究復(fù)數(shù)PI控制器的實(shí)現(xiàn)方法，并分析討論其參數(shù)對控制系統(tǒng)的影響。針對PI控制器存在的計(jì)算復(fù)雜和參數(shù)整定困難等問題，為了更好地改善電機(jī)電流波形，本文提出一種基于重復(fù)控制器的電流諧波抑制策略。將逆變器的非線性特性和電機(jī)氣隙磁場畸變等效視為擾動(dòng)信號，利用重復(fù)控制器對周期性擾動(dòng)的完全抑制作用來消除諧波，抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，提高控制性能。推導(dǎo)出重復(fù)控制與諧振控制關(guān)系的數(shù)學(xué)關(guān)系式，利用準(zhǔn)諧振控制器來提高帶寬的思想對重復(fù)控制器內(nèi)模進(jìn)行改進(jìn)，減弱了重復(fù)控制器對頻
6、率波動(dòng)變化的敏感度。通過對重復(fù)控制器延時(shí)環(huán)節(jié)的改進(jìn)來減小算法對數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間的需求，而且采用一種基于拉格朗日插值法來設(shè)計(jì)分?jǐn)?shù)階重復(fù)控制器解決小數(shù)的精度問題，彌補(bǔ)重復(fù)控制器存在的不足之處。最后，設(shè)計(jì)以DSP控制芯片TMS320F28335為核心的永磁同步電機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并且通過軟件編程進(jìn)行電流諧波抑制算法的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了本文所提出的電流諧波抑制策略的有效性和合理性。關(guān)鍵詞：永磁同步電機(jī)；逆變器非線性；電流諧波抑制；復(fù)數(shù)PI；重復(fù)控制-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractPermanentmagnetsyn
7、chronousmotors(PMSMs)havebeenwidelyusedinthefieldsofindustrial,aerospaceandhouseholdappliancesbecauseofitshighoperatingefficiencyandhightorqueoutputratio.However,duetothenonlinearityoftheinverterandthedesignandprocessdeviationofthemotor,theback-EMFwaveformisdistorte
8、dandtheharmoniccurrentisintroduced.Thecurrentharmoniccausestheincreaseofmotorlossandtorqueripple,whichmakesthecontroleffectofthesystemwors
