同济大学电子与信息工程学院的研究人员王硕、康劲松，在《电工技术学 》2019年第4期上撰文（论文标题为“一种基于自适应线性神经 络算法的永磁同步电机电流谐波提取和抑制方法”）指出，永磁同步电机通常采用正弦波进行驱动和控制，由于气隙磁场的畸变和电压型逆变器的死区效应等因素的存在，使永磁同步电机电流波形含有大量的谐波而发生畸变，特别是在电机低速运行时更为严重。
内置式永磁同步电机（Interior Permanent Magnet Synchronous Motor, IPMSM）具有功率密度高、效率高、调速范围宽等优点，广泛应用于电动汽车电驱动系统中。其相电流的正弦度是衡量控制性能的重要指标，影响电流谐波的主要因素有两类：①电机本体方面。如磁路不对称、磁路饱和现象等引起的气隙磁场畸变；②逆变器方面。由于死区效应和开关管导通压降等非理想特性因素的存在，使调速系统引入了大量的电流谐波，在低速区尤为严重。由于电流谐波的存在，影响了输出转矩的平滑度，引发转矩脉动，进而产生电磁噪声和振动问题。
针对IPMSM的电流谐波畸变问题，国内外学者进行了深入的研究，主要分为三类：
第一类是模型补偿法，如文献[5-8]所述，通过建立电压型逆变器（Voltage Source Inverter, VSI）死区时间引发的电压畸变模型，采用前馈控制进行补偿，然而这类补偿措施依赖于电流的方向判断，电流过零点附近，易出现误判断。
第二类方法从电机本体优化角度出发，如斜槽法和分数槽法等，见文献[9-11]，该类方法大多会使得电机结构复杂，加工难度提高，部分算法会导致电机的平均转矩下降。
第三类方法利用控制算法抑制电流谐波的畸变，见文献[12-18]，其中文献[12, 13]中提到利用5次和7次同步旋转变换进行谐波提取，通过电压注入法实现电流谐波的抑制，然而这种方法增加了两组PI控制器，调节参数较多，设计较为困难。
文献[14, 15]中利用谐振控制器组成比例积分谐振（Proportional Integration Resonance, PIR）控制器抑制指定次电流谐波，然而谐振控制在实验中实现较为困难，需要额外的近似或者改进措施。文献[16-18]将神经 络算法与电压畸变结合，来抑制电流的6次谐波，其中文献[16]的补偿方法需要更细分的划分扇区。文献[18]利用电流控制器积分的结果补偿谐波，该方法依赖于高精度的电流传感器。
图5 基于ADALINE电流谐波补偿算法永磁同步电机矢量控制系统框图
（a）永磁同步电机实验台架
（b）控制器
图11 永磁同步电机控制系统平台基本结构
结论
所提出的谐波抑制方法能够在低速条件下提取并抑制IPMSM的指定次谐波电流，仿真和实验证明了所提出算法对于谐波电流提取和抑制的有效性。
进一步阅读，请点击下方链接，访问期刊官方 站，可下载全文PDF版。
「链接」
声明：本站部分文章内容及图片转载于互联 、内容不代表本站观点，如有内容涉及侵权，请您立即联系本站处理，非常感谢！