一种抑制永磁同步电机转速脉动的方法

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1、2009年12月电工技术学报Vol.24No.12第24卷第12期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYDec.2009一种抑制永磁同步电机转速脉动的方法储剑波胡育文黄文新杨建飞（南京航空航天大学航空电源航空科技重点实验室南京210016）摘要在永磁同步电机驱动的单转子压缩机变频空调系统中，脉动并呈周期性的负载转矩使得永磁同步电机的转速也产生同周期的脉动。在低速运行时，速度脉动引起的整个系统框架的振动、高噪声等现象尤其明显，同时降低了系统的效率。本文在分析这类周期性扰动对系统速率稳定度的影响的

2、基础上，基于重复控制原理的动态补偿方法提出了在永磁同步电机速度控制环上采用一种重复控制和PI控制相结合的控制方案，以抑制周期性扰动引起的转速脉动。该方案在稳态时采用重复控制加PI控制以获得较好的稳态性能，在非周期扰动时采用PI控制以获得良好的动态响应。仿真和实验结果证明了该控制方案的可行性、正确性并具有很强的工程实用意义。关键词：永磁同步电机重复控制空调压缩机速度环转速脉动中图分类号：TM921.51SuppressingSpeedRipplesofPermanentMagneticSynchronousMotorBasedonaMeth

3、odChuJianboHuYuwenHuangWenxinYangJianfei（NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsNanjing210016China）AbstractForacommonpermanentmagneticsynchronousmotor(PMSM)singlerotorcompressorsystem,cyclicalfluctuationoftheloadtorquealsocausestheripplesofspeedatthesamecycle.Thevib

4、rationofthesystemframework,highnoiseetal.phenomenoncausedbytheripplespeedisparticularlyevidentwhencompressorrunningatlowspeed.Andtheefficiencyofthesystemcomesdownatthesametime.Afteranalysistheimpactonthesystemstabilityofsuchperiodicspeeddisturbancesindetail,anewmethodaimi

5、ngtosuppressthepulsationofthespeedcausedbyperiodictorquedisturbanceisproposedinthispaper.AcompositecontrollerconsistingofPIcontrollerandrepetitivecontrollerwhichareparalleledtogetherisplacedinthespeedloop.ThePIcontrollerandrepetitivecontrollerareusedtogetherinthesteady-st

6、ateforbetterperformanceofthesteady-state,andPIcontrollerisleftalonetoobtaingooddynamicresponsewhennon-periodicdisturbanceappears.Simulationandexperimentalresultsshowthefeasibilityandvalidityofthecontrolprogram.Keywords：PMSM,repetitivecontrol,aircompressor,speedloop,speedr

7、ipple频空调系统中的压缩机成为一种趋势。1引言影响永磁同步电机中转矩脉动的原因概括为两永磁同步电机（PMSM）因具有高转矩/惯量比、类：①电机内部因素如齿槽效应、磁链谐波、定子高功率密度、运行效率高、结构可靠、控制性能优电流分布不对称等。②电机外部因素如脉动的负载良等特点，在化工、轻纺、家电等领域得到了广泛转矩等。转矩脉动会引起电机转速波动及噪声，这应用。目前为了节能减耗，以永磁同步电机驱动变直接限制了PMSM的应用范围和应用领域。国内外学者针对此问题已进行了广泛的研究，主要方法有[1]两种：一种是改进电机本体设计，如改善定子绕国家自

8、然科学基金资助项目（50977045）。[2]收稿日期2009-07-01改稿日期2009-09-14组分布、斜槽等，但都不能完全消除转矩/转速脉44电工技术学报2009年12月动并且带来电机