永磁同步电机过调制技术扩展运行区域研究

"应用过调制技术扩展永磁同步电机运行区域.pdf" 本文深入探讨了如何应用过调制技术来扩大永磁同步电机（PMSM）的运行范围。永磁同步电机因其高功率密度、小型化和轻量化等特点，在交流驱动系统中占据了重要地位。然而，电机的运行区域通常受限于逆变器的输出电压。在标准的正弦脉宽调制（SVPWM）下，逆变器能够提供的线电压有效值最大为直流母线电压的0.707倍。 过调制技术则提供了一种解决方案，它能够使逆变器的输出基波电压提高约10%，从而有效利用直流母线电压，扩大电机的工作范围。这对于那些直流母线电压有限的逆变器尤其有价值，因为它允许电机在更高的速度或更大的扭矩范围内运行。 论文介绍了基于SVPWM的过调制控制算法，通过电压零矢量的作用时间T0来确定过调制的开始时刻，并采用查表法确定适当的调制比，避免了复杂的实时计算。这种方法旨在提高逆变器的直流母线电压利用率，同时扩展电机的弱磁运行区域。弱磁运行是指电机在低磁通条件下工作，可以实现更高的转速，这对于某些应用至关重要。 实验结果证明了2.5kW电机上过调制控制算法的可行性和准确性。不过，过调制也会带来电流波形的畸变，这是需要考虑和管理的一个副作用。作者还指出，当前过调制技术的研究主要集中在两个方向：一是改善电机的动态响应，通过在过渡过程中短暂使用过调制来缩短动态响应时间；二是扩展稳态运行区域，保持在整个运行区间内电机的良好控制性能，这需要解决控制规律的线性化和谐波抑制问题。 总结来说，过调制技术是一种有效的方法，可以提升逆变器的输出能力，扩展永磁同步电机的运行边界，尤其适用于直流母线电压受限的系统。尽管存在电流畸变等挑战，但通过优化控制策略，这一技术在电机控制领域具有广泛的应用前景。