控制参数对电流谐波影响规律分析

在恒电流控制方式下，控制参数主要包括开通角、关断角和参考电流，但出于能效方面的考虑，开通角的选择与参考电流有一定关系，即开通角的选择是使相电流在电感开始上升时恰好达到参考电流，因此开通角和关断角存在固定的关系，两者仅有一个自由度。因此，电流谐波成分的影响因素主要从两方面进行分析：①开通角和参考电流不变，关断角变化；②关断角不变，开通角和参考电流变化。两种变化方式如图6.2所示。

图6.2　恒电流控制中的波形变化方式

通过对电流波形进行傅里叶变换可以得到电流的频谱。图6.3和图6.4分别为调整开通角和调整关断角两种变化方式下各电流谐波的变化规律。在图6.3中，参考电流为1 A，开通角为25.2°，关断角从126°变化到162°，从各次谐波的变化趋势可以看出，关断角对电流谐波的影响具有明显的规律性，电流谐波幅值随着关断角的变化呈周期性振荡，随着电流谐波阶数的增加，振荡周期逐渐缩短。在图6.4中，参考电流为1 A，关断角为126°，开通角从18°变化到36°，从各阶次谐波的变化趋势可以看出，开通角对电流谐波的影响与关断角对电流谐波的影响规律相同。图6.3和图6.4中各阶次电流谐波的幅值均随关断角的增大而增大，这主要是因为在开通角不变的情况下，关断角延后使得整体转矩输出变大。

图6.3　关断角变化对电流频谱的影响(www.xing528.com)

（a）直流电流谐波；（b）3阶电流谐波；（c）12阶电流谐波；（d）24阶电流谐波；（e）36阶电流谐波；（f）48阶电流谐波。

从谐波分析可以看出，控制参数的变化对电流谐波频次的影响有确定性规律，通过调节控制参数可以控制电流谐波的成分，为优化控制提供了基础。

图6.4　开通角变化对电流频谱的影响

（a）直流电流谐波；（b）3阶电流谐波；（c）12阶电流谐波；（d）24阶电流谐波；（e）36阶电流谐波；（f）48阶电流谐波。