如何做网站搜索引擎优化,海拉尔北京网站建设,百度网站建设的意义,电子商务公司网站怎么建1.问题的引出
在我的谐波抑制专题中#xff0c;讲了三种谐波抑制的策略。当时是通过增大逆变器死区来产生较大的谐波。但是在实际电机里面#xff0c;我感觉死区的影响基本上没有。。。课题组的驱动器中#xff0c;逆变器的非线性其实基本可以忽略不计了。
但是#xff0…1.问题的引出
在我的谐波抑制专题中讲了三种谐波抑制的策略。当时是通过增大逆变器死区来产生较大的谐波。但是在实际电机里面我感觉死区的影响基本上没有。。。课题组的驱动器中逆变器的非线性其实基本可以忽略不计了。
但是目前研究的最多的就是永磁同步电机PMSM了永磁同步电机的反电势不太可能是非常理想的正弦波多多少少都会有谐波的。以我用的电机为例子测出的反电势里面只有1%的五次谐波但是实际运行中相电流中的五次谐波电流非常明显。。。。。。仅仅是1%而已。。。。。。
所以呢就想搭建一个具有谐波反电势的PMSM。
一般来说三相电机里面永磁体谐波一般就考虑五次和七次就ok了。例如下图这是参考文献1中的永磁体反电势的波形以及FFT分析。可以看到五七次的占比比较大3、9次谐波在星型三相电机里面是不存在的所以不考虑。
参考文献1
Lyu Z, Wu L, Yi J, et al. Hybrid frame-based current control scheme for LC-equipped PMSM with non-sinusoidal back-EMF[J]. IEEE Transactions on Power Electronics, 2023, 38(5): 5994-6004. 为什么3、9次谐波在星型三相电机里面是不存在的可以看看我之前写的内容。
永磁同步电机中3的倍数次谐波为什么不存在? - 知乎写这个回答还想顺便回答一下其他几个相关的问题。1.永磁同步电机中3的倍数次谐波为什么不存在?2.在静止…https://www.zhihu.com/question/362376425/answer/3372378100 好那我现在的想法是想搭建一个具有五七次谐波反电势的PMSM但是simulink没有这玩意呢。
那这样的话我只能自己搭建新的PMSM模型了。然后呢我找了找有没有什么论文里对PMSM的永磁体五七次谐波反电势进行建模。找了好久终于找到了。 2.考虑五七次谐波反电势的PMSM数值模型
参考文献2
Lyu Z, Wu L, Song P. A Novel Harmonic Current Control Method for Torque Ripple Reduction of SPMSM Considering DC-Link Voltage Limit[J]. IEEE Transactions on Power Electronics, 2023. 在参考文献2中浙大吴老师给出了五七次谐波磁链的表达式 值得注意的是这个theta5和theta7五七次谐波磁链的初始相位确实不一定和基波初始相位一致很多论文都没有考虑到这一点。 这篇参考文献中并没有给考虑磁链谐波的d-q电压方程然后找了找发现在参考文献1这篇也是浙大吴老师的论文中给了考虑磁链谐波的d-q电压方程。 我自己试着推导了一下发现是ok的计算的没错。 3.考虑五七次谐波反电势的PMSM simulink模型搭建
1不考虑谐波反电势的PMSM模型
先搭建一个不考虑五七次谐波的PMSM模型吧模型内部如下。因为我自己之前已经搭建过了这里就不在赘述了。我是用dq坐标系搭出来的。 现在来和simulink自带的PMSM模型做个对比看看我搭出来的PMSM是否正确。 自己搭建的 系统自带的 直接看启动电流的波形吧仿真时间为0.01s。 搭出来的PMSM模型与simulink自带PMSM模型电流波形基本一致了。说明搭建的是正确的。 2考虑五次谐波反电势的PMSM模型
那接下来再搭包含五次谐波反电势的PMSM模型吧。注意我个人是比较喜欢一步一步来一步一步验证模型是否正确而不是直接把整个模型都搭建好。 就老老实实按照公式搭建就好了。 把五次反电势加入到d-q电压方程之后我把五次谐波磁链的数值设置为基本磁链的1%而五次谐波反电势的变化频率是基波的五倍所以这时候的五次谐波反电势实际上是占基波反电势的5%。 加入五次谐波反电势前的相电流FFT分析 加入五次谐波反电势后的相电流FFT分析 可以看到加入五次谐波反电势之后相电流中的五次谐波有了很明显的提升而其他次谐波基本不变。但是这里注意到好像七次谐波电流也上升了。
这是由于数字系统的一拍延时导致的。首先由于相电流存在五次谐波然后呢d-q电流就是存在6次谐波。然后导致d-q电流环输出的d-q电压参考值了也存在6次谐波经过考虑数字延时的坐标变化可能就把d-q电压参考值的6次谐波变换到相电流的7次谐波里面去了。 现在验证一下这个问题。我原本的模型里是在PWM生成之前加了一拍延时的现在我把一拍延时拿走。 加入五次谐波反电势后且不考虑一拍延时的相电流FFT分析 可以看到这时候的七次谐波就没有了。说明模型搭建的没问题。
从这里也可以发现即使电机里面有五次谐波反电势而没有七次谐波反电势但由于数字延时的影响也会使相电流产生七次谐波。
3考虑七次谐波反电势的PMSM模型
五次搭好了那我们就来看看七次。
我把五次谐波磁链数值设置为0七次谐波磁链设置为基本磁链的1%同理由于七次谐波的速度是基波的七倍所以此时七次谐波反电势数值为基波的7%。 加入七次谐波反电势后且不考虑一拍延时的相电流FFT分析 加入七次谐波之后五次谐波也没有增长说明模型搭建ok。 4考虑五七次谐波反电势的PMSM模型
既然五七次都搭建好了那就来看看仿真结果吧。 仿真参数五次谐波反电势设置为基波反电势的5%七次谐波反电势设置为基波反电势的7%
Tpwm 1e-4;%开关周期
Tspeed 5e-4;%转速采样周期
Ts 5e-7;%仿真步长
Pn 4;%电机极对数
Ls 8.5e-3;%定子电感采用隐极的LdLqLs
Ld Ls;
Lq Ls;
Rs 3;%定子电阻
flux 0.1688;%永磁体磁链
B 0.0004924;
J 0.0013; %谐波反电势参数
theta5 0;
theta7 0;
Flux5 0.001688*1;
Flux7 0.001688*1; Vdc 311;%直流母线电压
iqmax 20;%额定电流 电流环PI调节器带宽为200Hz时的相电流FFT 可以看到这个相电流的畸变还是挺明显的。
3.五七次谐波的抑制
值得注意的是PI本身对交流量就具有一定的抑制作用带宽足够大的时候是可以跟上交流量的。刚才的电流环PI带宽是200Hz我把电流环带宽改成1000Hz看看效果。 电流环PI调节器带宽为1000Hz时的相电流FFT 可以看到呢相电流THD明显下降了五七次谐波已经减少了一些。 之前已经讲过了五七次谐波的抑制最方便的还是直接用PIR调节器。我这里设置
Kr 500;%电流环R调节器的谐振增益
wc 10;%电流环R调节器的谐振带宽 从下面这个图可以看到PIR调节器的抑制效果还是很好的把五七次谐波电流抑制到了0.3%以下。 电流环采用PIR调节器时的相电流FFT
