基于改进遗传算法的多相自励磁同步电机多谐波励磁策略OA

【目的】针对多相自励磁同步电机在中高速运行工况下单一谐波励磁效率受限的问题,提出一种基于改进遗传算法的多谐波协同励磁策略。该策略充分利用多相电机所具备的高控制自由度,在定子谐波电流总量受限的条件下提升转子励磁电流。【方法】首先分析十一相自励磁同步电机的谐波励磁机理,建立定子谐波电流与转子励磁电流之间的数学模型。在此基础上,将传统单一谐波励磁拓展为多谐波协同励磁,引入三次、五次、七次及九次谐波作为主要励磁分量。随后,以励磁电流最大化为目标,在总谐波电流有效值不变的约束下构建多谐波幅值分配优化模型,并采用具有自适应机制的改进遗传算法对各次谐波电流幅值比例进行全局优化。最后结合查表法实现基波与谐波电流的最优分配。【结果】通过有限元仿真与试验平台对所提方法进行验证。在相同总谐波电流有效值条件下,多谐波协同励磁策略相比传统单一谐波励磁可显著提升转子励磁电流,试验结果表明励磁电流提高约11.5%,这与仿真结果一致,证实了所提优化方法的有效性。【结论】研究结果表明,基于改进遗传算法的多谐波协同励磁策略能够在不增加定子总谐波电流有效值的前提下有效提升多相自励磁同步电机的励磁能力。该策略充分利用了多相系统的控制自由度,为中高速范围内的高效励磁控制提供了一种有效解决方案。