多相感應(yīng)電動機(jī)的諧波問題研究.pdf

1、本論文研究多相逆變器-感應(yīng)電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)中的諧波抑制問題。圍繞這個問題，本文在相關(guān)理論基礎(chǔ)、諧波抑制技術(shù)、仿真和實驗分析等方面開展了比較系統(tǒng)的研究工作。
　　 首先，從多相電機(jī)相數(shù)定義出發(fā)，探討了多相繞組的構(gòu)成規(guī)律，并以此為基礎(chǔ)，分析了主要類型的多相繞組磁動勢諧波的成分及其性質(zhì)。由于應(yīng)用了空間矢量概念，繞組的空間相位和時間相位關(guān)系得以統(tǒng)一，分析過程較其他方法明顯簡化。此外，基于伏-秒平衡原則，還對由多套三相繞組構(gòu)成的多相電機(jī)推導(dǎo)

2、了合成電壓空間矢量，借助合成電壓空間矢量分析磁場諧波，分析過程更為簡捷。
　　 根據(jù)多相感應(yīng)電動機(jī)模型建立和諧波分析以及諧波抑制的需要，對各種基于解耦目的的多相參照系變換原理，從數(shù)學(xué)上進(jìn)行了詳細(xì)推導(dǎo)，從物理上給出了明確說明，闡述了變換之間的聯(lián)系，并分析了它們的特點(diǎn)與適用范圍，從而形成了趨于完整的多相變換理論體系，充實了多相電機(jī)諧波研究的理論基礎(chǔ)?；诙嘞嘧儞Q理論，建立了主要幾類多相感應(yīng)電動機(jī)的仿真模型，所建模型能廣泛適合于諧波及

3、動、靜態(tài)問題的分析。
　　 多相感應(yīng)電機(jī)諧波主要是指顯著定子諧波電流和低頻脈動電磁轉(zhuǎn)矩。顯著定子諧波電流是多相感應(yīng)電機(jī)的特有現(xiàn)象，必須予以考慮；而脈動電磁轉(zhuǎn)矩是逆變器供電時交流電機(jī)的普遍問題，在多相電機(jī)中雖然有所改善，但仍有進(jìn)一步改善的必要。文中分析了這兩類諧波的產(chǎn)生機(jī)理和對電機(jī)運(yùn)行性能的影響，系統(tǒng)介紹了抑制諧波的主要方法及其相關(guān)理論，歸納總結(jié)了它們各自的特點(diǎn)與適用范圍。
　　 本文在傳統(tǒng)濾波電抗器基礎(chǔ)上，提出了新型濾波

4、電抗器方案。該電抗濾波器采用和交流電機(jī)定子類似的電磁結(jié)構(gòu)，通過調(diào)整電抗器繞組的空間分布，使多相感應(yīng)電動機(jī)定子繞組中的顯著諧波電流在濾波電抗器中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，形成高值耦合電抗，從而對諧波電流予以有效抑制。而對于基波電流，濾波電抗器卻只呈現(xiàn)很小的阻抗。實施結(jié)果表明，新型濾波電抗器濾波效果顯著，體積小，重量輕，呈現(xiàn)出傳統(tǒng)濾波電抗器所無法比擬的優(yōu)勢。
　　 本文還基于特定諧波消除（SHE）PWM技術(shù)，研究了多相感應(yīng)電動機(jī)低頻脈動轉(zhuǎn)矩的抑

5、制問題。分析了應(yīng)用SHEPWM技術(shù)調(diào)節(jié)逆變器輸出電壓時開關(guān)角的變化規(guī)律，探討了應(yīng)用查表和線性插值混合方法生成SHEPWM開關(guān)角的技術(shù)。在實際應(yīng)用方面，提出了在幅壓供電條件下，用多相電機(jī)替代直流電機(jī)并采用SHEPWM技術(shù)實現(xiàn)穩(wěn)壓控制的技術(shù)方案。就常規(guī)方法計算SHEPWM開關(guān)角的求解困難問題，探討了一種新的PWM信號生成方法，即通過對雙Y移30o繞組和4Y移15o繞組的電壓空間矢量諧波進(jìn)行比較，再把諧波差變換為控制雙Y移30o感應(yīng)電動機(jī)的P