《电机与控制应用》发表沈阳工业大学韩雪岩、朱龙飞团...

近日，沈阳工业大学韩雪岩、朱龙飞团队以《基于谐波注入算法的变频器驱动下永磁同步电机损耗抑制方法》为题在《电机与控制应用》上发表最新研究内容，第一作者为刘文彬，通信作者为韩雪岩、朱龙飞。


（本文由作者团队投稿）

随着电力电子技术和现代控制理论的迅速发展，变频器驱动技术也愈发成熟，因此现阶段的交流电动机几乎都采用变频器来进行驱动以获得更好的调速性能。但与此同时，变频器产生的大量时间电流谐波所带来的转矩脉动和附加谐波损耗将给电机造成很大的影响，尤其是谐波损耗，其会带来过高的温升，对电机运行的安全性和稳定性造成极大威胁，这一问题在永磁体极易发生高温不可逆退磁的永磁电机上尤为突出。针对这一问题传统的解决方法通常是优化电机的本体结构，但此举只能抑制由时间电流谐波所导致的空间电流谐波，无法对由变频器所产生的时间电流谐波进行有效抑制，因此所能达到的损耗抑制效果有限，并且还需同时兼顾电机的电磁性能，需要调整的电机参数过多，过程较为复杂。

作者团队从电机的控制策略上出发，提出了一种基于谐波注入算法的新颖损耗抑制方法。该方法针对时间电流谐波中成分含量最高的5、7次谐波，搭建5、7次谐波所对应的谐波注入电流环补偿至系统中，实现对时间电流谐波的抑制来改善电机的电流波形，从而实现从源头上解决变频器驱动下时间电流谐波所导致的电机损耗过高的问题。通过场路耦合联合仿真模型，验证了该方法对于变频器驱动下永磁电机的时间电流谐波和电机损耗均有着很好的抑制效果。




图1  加入算法前(左)及加入算法后(右)三相电流





图2  加入算法前(左)及加入算法后(右)谐波含量



图3  加入谐波注入算法前后损耗对比