高速方波永磁电机转矩脉动抑制策略研究

高速方波永磁电机具有功率密度高、运行可靠、维护成本低等诸多优点，在航空航天、智能汽车、工业生产等领域具有广阔的应用前景。

但由于其独特的物理结构和控制方式，在工作过程中会产生较大的转矩脉动，限制了其在高精度系统中的应用，因此研究精度高、稳定性强的高速方波永磁电机控制策略具有重要意义。

本文以高速方波永磁电机PWM控制方法作为研究基础，针对传统PWM调制方式下转矩脉动过大的问题，对脉宽调制策略、三相单独供电和换相期间转矩脉动抑制等方面进行深入研究。

主要研究内容如下：首先，研究高速方波永磁电机的基本结构和工作原理，并建立数学模型。

通过对PWM控制方式下正常导通期间和换相期间的转矩脉动进行理论分析和仿真研究，得出高速方波永磁电机系统在运行过程中会产生较大的转矩脉动。

其次，针对高速方波永磁电机在传统PWM控制方式下存在转矩脉动过大的问题，根据系统运行特点，提出了一种基于三相单独供电的PWM控制策略。

通过将电机三相定子绕组间的中性点断开，可实现绕组间的电气隔离，通过对各相绕组的电流、电压进行单独控制，可极大降低高速方波永磁电机的转矩脉动。

在Matlab/Simulink中搭建基于三相单独供电的高速方波永磁电机PWM控制系统仿真模型，并与传统PWM控制方式进行仿真对比与分析。

最后，针对换相期间存在转矩脉动较大的问题，提出了三相单独供电改进PWM控制方式，即在换相期间对非换相相和导通相进行 D为占空比的 PWM 调制，同时对关断相进行以D1为占空比的PWM调制，可以调节关断相关断速度，从而达到抑制换相转矩脉动的目的。

在 Matlab/Simulink 中搭建改进 PWM 控制系统仿真模型，并与传统控制方式下高速方波永磁电机PWM调制方式和三相单独供电方式下高速方波永磁电机 PWM 调制方式进行仿真对比分析，验证了所提出三相单独供电改进 PWM控制方式的有效性和优越性。

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