1.前言

很久没有更新过开绕组电机的仿真了。在一年前发了开绕组的各种调制策略。开绕组电机最常见的两种解耦调制就是120°矢量解耦/中间六边形调制和180°矢量解耦/最大六边形调制。

我当时想的是，180°解耦调制/最大六边形调制的电压利用率最高，所以我就一直用这个调制方式。但是近年来做开绕组电机的基本都是华科的老师，而他们都采用了120°调制/中间六边形调制。

我之前是做了120°解耦调制的模型（不带零序电流抑制），现在得做一个带零序电流抑制的模型。

https://zhuanlan.zhihu.com/p/659764058https://zhuanlan.zhihu.com/p/659764058

2.参考文献及公式

传统的、不带零序电流抑制的120度解耦调制/中间六边形调制就参考我上面那篇知乎，已经给了很详细的计算方法和实施过程。

关于带零序电流抑制的120度解耦调制/中间六边形调制，可以参考这边文献。感觉这篇文献把120度解耦调制的算法说的非常清楚。

 

 

 

传统120度解耦调制中，两个逆变器产生的零序电压相互抵消，已经为0了。如果想产生需要的零序电压以抑制零序电流，那么只能调节零矢量的作用时间，来产生所需的零序电压。

因此，只需要在原来120度解耦调制的基础上，加一个调节零矢量作用时间的模块即可。

此外，控制回路需要在零序回路加一个PR调节器，这里我加的是相位补偿PR调节器。相位补偿PR调节器具体内容见我的谐波抑制策略6.

https://zhuanlan.zhihu.com/p/699288152https://zhuanlan.zhihu.com/p/699288152

3.仿真

3.1仿真参数

Ts=5e-7;%仿真步长

Tpwm=1e-4;%PWM周期，电流采样周期

Tsample=Tpwm/1;%采样时间

Tspeed=1e-4;%速度计算周期

flux=0.1688;%永磁体基波磁链

flux_three=0.0075;%永磁体三次谐波磁链

J=2e-3;%转动惯量

B=2e-3;%阻尼系数

Rs=1;%定子电阻

Ls=8.5e-3;%d-q电感，采用隐极/表贴的，所以二者相等

L0=3e-3;%零序电感

Vdc=250;%直流母线电压

Pn=4;%极对数

iqmax=25;

Tdead = 0e-6;%死区时间

n_init = 1000;%初始转速

fc_lpf = 500;%转速计算的低通滤波器截止频率

%转速环PI参数

Kpw=0.25;

Kiw=50;

%电流环PI参数

wc=500*2*pi

kpq=wc*Ls;

kpd=wc*Ls;

kiq=wc*Rs;

kid=wc*Rs;

%零序电流环-PR调节器参数

Kp=5;%比例（P）增益

Kr=500;%谐振（R）增益

wc=10;%PR调节器带宽

Enable = 1;%1代表开启1.5拍延时补偿

3.2有无零序电流抑制的对比

120度解耦调制/中间六边形调制（无零序电流抑制）

120度解耦调制/中间六边形调制（有零序电流抑制）

3.3 中间六边形调制和最大六边形调制的对比

120度解耦调制/中间六边形调制

180度解耦调制/最大六边形调制

从整体来看，二者的波形都差不多，没多大区别。

我把两种调制策略的PWM占空比都拉出来对比了（PWM占空比的输出范围是0-1）。发现空载时，180度解耦调制的占空比明显更小，这确实说明180度解耦调制具有更大的电压利用率。但是在电机加了负载知乎，两种调制策略的占空比峰值都差不多。

接着我对比的各工况下的，两种调制策略的THD。结果也是差不多的，两种调制策略的THD相差不超过0.1%。

4.总结

上述仿真验证了120度解耦调制/中间六边形调制（基于零矢量重新分布）的有效性，有效抑制了开绕组PMSM的零序电流。

也同时说明了180度解耦调制/最大六边形调制，具有更高的电压利用率（空载）。

这个模型虽然跟我的180度解耦调制效果差不多，但是搭了这个模型，可以方便我后续和华科论文进行对比。