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基于空间矢量调制的多相永磁同步电机谐波平面控制
摘要：
多相永磁同步电机在工业和交通运输等领域有着广泛的应用。随着工业自动化程度的不断提高，对电机的控制要求也逐渐提高，其中谐波平面控制是一种常用的控制方法。本文针对多相永磁同步电机的控制方法进行了研究，提出了一种基于空间矢量调制的谐波平面控制方法，通过仿真实验表明该方法可以有效地减少谐波。
关键词：多相永磁同步电机，谐波平面控制，空间矢量调制。
引言：
多相永磁同步电机是一种高效率、高精度、低噪声的电机，在工业制造和交通运输等领域应用广泛。其控制方法主要分为两种：方波控制和谐波平面控制。其中，谐波平面控制是一种常见的方法，该方法可以使电机运转更加平稳、精确，并减少噪音。
在实际应用中，由于电路参数和负载变化等因素的影响，多相永磁同步电机会产生较多的谐波。这些谐波会对电机的运转及控制造成影响，因此减少谐波是研究的重要方向。本文将提出一种基于空间矢量调制的谐波平面控制方法，通过仿真实验验证该方法的有效性。
系统分析：
多相永磁同步电机的模型可表示为：
其中，dq坐标系下的电机电流、电磁转矩和电压分别为id、iq、τe、ud和uq。电机的磁通φ由方程描述：
其中，Ld、Lq和ψf分别为d、q轴的电感和永磁体的磁通。本文所提出方法的基本思路是通过对电机的空间矢量调制来减少谐波。空间矢量调制是一种基于SVPWM空间向量调制原理的方法，可以控制电机的电压、电流和磁通。
方法介绍：
在多相永磁同步电机的控制中，控制器需要输出给定电流iq*和id*，使得实际电流iq和id与给定电流iq*和id*之间的误差最小。本文提出的基于空间矢量调制的谐波平面控制方法可以实现对电流的调节和谐波的抑制。
首先，我们将iq和id分别投影到d、q轴。然后，采用SVPWM方法将每个电流分量分成多个空间向量，在电机d、q轴上构成一个“真”正弦波形。通过这种方式，我们可以将电机的谐波表现为电流振荡的形式，从而可以减少谐波的产生。
其次，我们需要确定合适的PWM调制参数，以实现电机控制。我们可以通过计算矢量的幅值和相角，并采用特定的PWM脉冲宽度控制方法来产生电压给电机终端。
最后，在控制器中加入趋向补偿值，可以使控制器更加稳定且具有鲁棒性。通过这种方式，我们可以有效地减少电机谐波，提高电机的效率和性能。
仿真实验：
为了验证所提出的基于空间矢量调制的谐波平面控制方法的有效性，我们进行了仿真实验。实验中，我们采用MATLAB/Simulink软件对多相永磁同步电机进行了建模，并使用控制器对电机进行谐波平面控制。
仿真结果表明，采用基于空间矢量调制的谐波平面控制方法可以有效地减少谐波，提高电机的运行效率和控制精度。同时，我们还对控制器的控制效果进行了比较，从中可以看出，趋向补偿值对系统的控制效果具有重要的影响。
结论：
本文针对多相永磁同步电机的控制方法进行了研究，提出了一种基于空间矢量调制的谐波平面控制方法。通过仿真实验证实了该方法可以有效地减少谐波，提高电机的效率和性能。通过趋向补偿值的加入，可以进一步提高控制精度，使系统更加稳定和鲁棒。
未来研究可以考虑采用实验测量来验证所提出方法的有效性，进一步完善该方法并在实际应用中进行验证。