多单元永磁同步电机数学模型与转矩波动抑制

邹继斌，赵博，梁维燕，2，徐永向

(1.哈尔滨工业大学 电气工程系，黑龙江 哈尔滨150001;2.哈尔滨电站设备集团公司，黑龙江 哈尔滨150040)

0 引言

大功率低速大扭矩永磁同步电机在国防与国民经济中有越来越广泛的需求，如船舶及战舰推进、轧钢、石油矿山等[1]。然而，随着这种直驱式永磁同步电机的功率逐渐升高，其系统对功率器件的等级要求随之升高，这也限制了大扭矩永磁直驱电机的发展。为解决电机容量与功率器件等级的矛盾关系，大功率永磁电机的设计多采用多单元或者多相化设计，不但可以降低驱动支路的容量，而且还具备一定的容错运行能力。

多单元电机是指电机本体包含多个单元电机，每个单元独立连接一台三相驱动器，各单元电机及驱动器可以同时运行，也可以部分单元运行。永磁多相电机与多单元电机的区别不仅体现在本体设计上，还体现在驱动器拓扑结构和控制策略上[2－3]。多相电机在运行时，控制上较复杂[4－5]。相比较而言，多单元电机控制简单，若某一支路绕组出现开路故障时，可将故障单元电机切除，其余单元电机相电流维持不变，不必调整其幅值相位，容错运行非常方便[6]。各个单元电机虽在电路上并不相连，但是因各单元电机绕组共用一个定子铁心，存在磁路上的耦合关系。当转子磁极为凸极结构时，因绕组空间间距并不相同，将引起绕组间互感不平衡，而在三相对称电流条件下，互感中二次项的不对称将引起定子侧磁阻转矩波动。……