[发明专利]一种基于谐波电流注入的励磁绕组感应脉动电压抑制方法

权利要求书

1.一种基于谐波电流注入的励磁绕组感应脉动电压抑制方法，其特征在于，所述抑制方法包括以下步骤：

步骤一：基于电机本体尺寸参数构建同步电机二维电磁有限元模型；

步骤二：构建同步电机包括谐波电流注入模块在内的电枢绕组控制电路和励磁绕组控制电路模型；

步骤三：通过有限元仿真结果或者实测数据，采用傅立叶分解法对同步电机励磁绕组感应脉动电压进行谐波分析，找出其中主要的电压谐波阶次；

步骤四：定性推导励磁绕组感应脉动电压谐波阶次与注入谐波电流阶次的对应关系，找出指定注入的谐波电流阶次；

步骤五：考虑同步电机非线性因素的影响，通过有限元仿真软件优化注入指定阶次谐波电流的幅值与相位。

2.根据权利要求1所述的一种基于谐波电流注入的励磁绕组感应脉动电压抑制方法，其特征在于，所述电励磁同步电机由定子、转子和绕组组成，定子与转子之间存在气隙，电枢绕组嵌在定子槽内，励磁绕组嵌在转子齿上或转子上，绕组通入直流电流产生励磁磁场。

3.根据权利要求1所述的一种基于谐波电流注入的励磁绕组感应脉动电压抑制方法，其特征在于，所述步骤二中控制电路模型包括电流闭环控制模块、电枢绕组供电用电压源型或电流源型逆变器、励磁绕组供电用变换器、谐波电流的产生和注入模块；

所述电流闭环控制模块均采用串联式比例积分调节器，电枢绕组电压源型或电流源型逆变器供电，励磁绕组由其变换器供电，谐波电流的产生模块生成三相对称的交流电流。

4.根据权利要求1所述的一种基于谐波电流注入的励磁绕组感应脉动电压抑制方法，其特征在于，所述励磁绕组感应脉动电压谐波阶次与注入谐波电流阶次的对应关系，根据步骤三中谐波分析的结果中幅值较大的谐波阶次，得到所需注入的谐波电流阶次，注入的谐波电流表达式如下：

电枢绕组与励磁绕组的基波互感的相互作用，基波互感表达式如下：

根据注入谐波电流和电枢绕组与励磁绕组的基波互感的相互作用，可以推导出附加谐波磁链阶次的表达式：

其中，若需要抑制该电励磁同步电机励磁绕组感应脉动电压的k次谐波分量，需向电枢绕组注入k±1次谐波电流，其中其中j＝1、2、3........，Ψ_fk为k次谐波电流和基波互感相互作用产生的磁链，M和θ1分别是基波互感的幅值和初相位，i_k和θ_k分别是k次谐波电流的幅值和初相位,θe是该电励磁同步电机转子位置角。