永磁同步电机系统的周期频率调制策略研究 原庆兵
写在前面：
这是一篇质量很高的博士论文，也是找到的第一篇没有针对电机结构设计来减少电磁噪声的论文，就行文章标题一样，这篇论文的重点在周期频率调制对整个永磁同步电机系统的影响，不仅仅是高频的电磁噪声，还有高频谐波电流、整个系统的电磁干扰（EMI）、甚至是高频损耗也考虑到了，所以这篇博士论文值得去精读。
正文：
因为论文内容很多很丰富，不可能哪个角度都进行观察，所以这里选择高频谐波电流和高频噪声两个角度来分析。
问题链条与逻辑：
其实这两者是因果的关系，因为谐波电压和谐波电流的存在，所以产生了较大的电磁干扰和高频噪声。
1、那为什么会有谐波电压和谐波电流呢？
其实谐波电压和谐波电流的出现本身是没有任何问题的，但不应该的是以较大的幅值集中出现在某个地方。
2、那么谐波电压和谐波电流集中出现在了那些地方？
采用固定开关频率 PWM 调制时，变频器中功率器件的开关动作会使得变频器输出的谐波电压和谐波电流集中在开关频率及其整数倍频率处。
所以问题链条就形成了：
变频器功率器件的开关动作————>造成谐波电压与电流以较大的幅值，集中出现————>出现在开关频率和其整数倍频率处————>在这里造成较大的电磁噪声和电磁干扰
确定研究目标：
通过采取适当的措施来抑制这些集中的谐波电压和谐波电流可以达到抑制电机高频噪声和电磁干扰。
但是单纯的增大PWM开关频率来抑制电磁噪声，还会带来一系列新的问题，比如，功率器件应力的增大、器件损耗的增加、电气隔离失效以及电磁干扰等问题。
所以研究如何在较低的开关频率条件下降低电机的高频噪声有重要意义。
实验设计：
这里只分析周期频率调制对谐波电流的抑制和电磁高频噪声的抑制。
实验采用的主要方法还是：对比试验
针对谐波电流的实验设计：
- 建立永磁同步电机谐波等效电流模型
- 仿真分析固定开关频率PWM调制和正弦波、三角波、锯齿波周期频率调制时的电机谐波电流
- 实验研究固定开关频率PWM调制和正弦波、三角波、锯齿波周期频率调制时的电机谐波电流
针对高频噪声的实验设计：
采用MATLAB/Simulink和有限元仿真相结合的方法
- 对永磁同步电机气隙磁场和径向电磁力的PWM谐波进行分析
- 分析固定开关频率PWM调制和正弦波、三角波、锯齿波周期频率调制时电机气隙磁密和径向电磁力的PWM谐波
- 仿真比较固定开关频率 PWM 调制和正弦波周期频率调制时的电机振动位移
- 实验研究固定开关频率 PWM 调制和正弦波、三角波、锯齿波周期频率调制时的电机高频噪声
实验结论：
简化的：
锯齿波周期频率调制对永磁同步电机谐波电流的抑制效果优于三角波和正弦波周期频率调制。
锯齿波周期频率调制对电机高频噪声的抑制效果最优。
|