题目：永磁同步电机电流谐波分析与抑制方法研究

随着永磁材料性能的日益提高以及控制理论、高性能处理器和大功率高开关速度功率电子元器件的发展，永磁同步电机应用越来越广泛，如微型涡轮发电机、分子泵、离心压缩机等。

永磁同步电机通常由变频器供电，由于气隙磁场的畸变以及逆变器非线性等原因，使得电机在正常运行时，相电流中会产生一系列的高次谐波分量。这些高次谐波电流分量的存在会使永磁同步电机的铁芯和定子绕组中产生铁耗和铜耗，使电机发生过热现象，降低电机的运行效率。高次谐波电流分量还会增加电机运行过程中的噪声，增加转矩脉动，影响控制性能。因此，抑制电机运行过程中出现的谐波是改善电机性能，降低功耗的关键技术。本课题以国家重大科研项目为背景，针对电机在运行过程中电流波形发生畸变，电流谐波含量高的问题进行了研究。

（1）介绍了电机的本体结构以及工作原理，给出了表贴式永磁同步电机在各个坐标系下的简化数学模型；对几种常见的矢量控制策略进行了简单的对比分析，详细介绍了id=0的矢量控制技术；最后简单介绍了通过反电势积分估算电机位置和速度的方法。

（2）针对电机运行过程中谐波含量高的问题，提出了采用坐标变换的谐波抑制方法，通过坐标变换与低通滤波器检测5次与7次谐波，在原有的双闭环系统基础上增加谐波电流环，通过PI控制抑制谐波电流。在理论分析的基础上，建立了谐波抑制算法的仿真模型，通过加入算法前后仿真数据的对比分析，证明了所提方法在永磁同步电机谐波抑制方面的有效性，为后续的工作奠定理论基础。

（3）以表贴式磁悬浮永磁同步电机为实验对象，搭建了实验平台，完成了电机控制程序和谐波抑制程序的设计，进行了加入算法前后不同转速下的对比实验并对实验结果进行了分析。实验结果表明，采用坐标变换的谐波抑制算法能够很好地抑制电流中的谐波分量，提高电机相电流的正弦度，减小转矩脉动，提高电机的控制性能。