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双三相永磁同步电机单通道运行中负序电流的分析与抑制
Analysis and Suppression of Negative-Sequence Current in Single-Channel Operation of Dual Three-Phase PMSM With Zero Angle Displacement
| 作者 | Zekai Lyu · Shuangxia Niu · Haolan Zhan · Tao Wang · Lijian Wu · K. T. Chau |
| 期刊 | IEEE Transactions on Power Electronics |
| 出版日期 | 2025年5月 |
| 技术分类 | 风电变流技术 |
| 技术标签 | 储能系统 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 双三相永磁同步电机 电流控制 不对称互感 谐波控制方法 实验验证 |
语言:
中文摘要
在风力发电等大功率应用中,具备两个功率转换通道的双三相永磁同步电机(PMSM)因其出色的容错能力而日益受到青睐。本文聚焦于零角位移双三相永磁同步电机的电流控制,尤其是在其中一个通道发生故障的场景下。研究了不对称互感对负序电流的影响。随后,提出了一种基于非整数滑动离散傅里叶变换的谐波控制方法,以抑制不需要的电流谐波。该方法无需额外的参数调整或数字滤波器,便于工程实施和集成。在缩比驱动系统上的实验结果验证了所提方法的有效性。
English Abstract
In high-power applications, such as wind power generation, dual three-phase permanent-magnet synchronous machines (PMSMs) with two power conversion channels grow in popularity owing to decent fault-tolerant capability. This letter focuses on the current control of dual three-phase PMSMs with zero angle displacement, particularly in scenarios where one channel experiences a malfunction. The influence of asymmetric mutual-inductances on negative-sequence current is investigated. Subsequently, a harmonic control method based on non-integer sliding discrete Fourier transform is proposed to suppress the undesired current harmonics. No additional parameter tuning or digital filters are required, which facilitates engineering implementation and integration. Experimental results on a down-scaled drive system validate the effectiveness of the proposed method.
S
SunView 深度解读
从阳光电源的业务视角来看,这项针对双三相永磁同步电机单通道运行时负序电流抑制的研究具有重要的技术参考价值。该技术虽然源于风电领域,但其核心控制思想与我司在大功率光伏逆变器、储能变流器及新能源汽车驱动系统中面临的挑战高度契合。
在技术价值层面,该研究解决的不对称互感导致的负序电流问题,与我司储能系统中多模块并联运行、光伏逆变器多通道架构的不平衡控制问题本质相通。特别是在单通道故障场景下的容错运行能力,直接关系到系统可靠性和发电效率。论文提出的基于非整数滑动离散傅里叶变换的谐波抑制方法,无需额外参数整定和数字滤波器,这种"即插即用"特性对于我司产品快速迭代和全球化部署具有显著工程价值。
从应用前景评估,该技术在我司1500V大功率光伏逆变器的多电平拓扑控制、兆瓦级储能PCS的冗余设计、以及氢能制储运一体化系统的电机驱动控制中均有落地潜力。技术成熟度方面,论文已完成实验验证,但从降额试验平台到工业级产品仍需跨越环境适应性、EMC兼容性等工程化门槛。
技术挑战主要集中在:如何将该算法与我司现有FOC控制平台深度融合,以及在极端电网工况下的鲁棒性验证。但这同时也是技术机遇——若能率先将该容错控制技术产品化,将显著提升我司在高可靠性应用场景(如海上光伏、独立储能电站)的市场竞争力,强化"安全可靠"的品牌标签。