基于随机开关频率SVPWM的永磁同步电机降噪研究

吴元凯，范 菁，周 颖

（云南民族大学云南省高校信息与通信安全灾备重点实验室，云南昆明 650500）

永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM）因其体积小、损耗低、可靠性高等优点而广泛应用于军事、航空等领域[1]。SVPWM 是PMSM 用的最多的脉宽调制技术，传统的SVPWM 以固定的开关频率控制半导体器件的开通和关断，在开关频率及其倍频处产生大量高能量谐波[2]，这些谐波导致PMSM 在运行过程中产生较大的电磁噪音，进而影响系统的控制性能。

为了抑制谐波引起的电磁噪音，A.M.Trzynadlowsky 等人提出了随机脉宽调制技术（Random Pulse Width Modulation，RPWM）。随机脉宽调制技术主要包含随机开关频率PWM、随机脉冲位置PWM 和随机开关PWM 3 种调制模式[3]。近年来，国内外学者们在随机脉宽调制降低电机电磁噪音方面做了大量研究，文献[4]提出了一种随机开关控制方法，改善了高压频谱，但仅采用了3 种开关频率，频谱分布不均匀。文献[5]提出了一种随机零矢量PWM 方法，控制算法简单，削弱了电磁噪音，但仍然存在较大的尖峰谐波。文献[6-7]提出一种基于模糊随机脉冲位置调制的方法，该方法降低了输出电压频谱中的高幅值谐波，优化了电压频谱分布，但降低了系统的控制精度。文献[8]提出消除了特定频率谐波的随机开关频率方法，谐波频谱均匀分布，但低频时系统发生震荡，输出波形波动过大。

该文针对永磁同步电机矢量控制系统，提出了一种改进的随机开关频率SVPWM 控制方法。该方法消除了尖峰谐波，频谱扩展效果更优良，进一步减少了电磁噪声，抑制了系统震荡。……