Гармонічний аналіз струму та електромагнітного моменту шестифазної асинхронної машини з живленням від інвертора з ШІМ в аварійних режимах

Шестифазні асинхронні машини маю значну увагу завдяки високій ефективності та підвищеній стійкості до відмов. Порівняно з традиційними трифазними машинами, шестифазні приводи можуть працювати при обриві однієї, двох або навіть трьох фаз статора, продовжуючи створювати електромагнітний момент і підтримувати механічне навантаження, хоча при цьому зростають пульсації моменту, гармонійні спотворення та спостерігається певне зниження ефективності. Така поведінка пояснюється взаємодією просторових гармонік, які визначаються переважно конструкцією машини та конфігурацією обмоток, з часовими гармоніками, пов’язаними зі схемою живлення від інвертора з широтно-імпульсною модуляцією.
У статті проведено аналіз гармонік струму та електромагнітного моменту шестифазних асинхронних машин з живленням від інвертора з широтно-імпульсною модуляцією, базуючись на взаємодії просторових і часових гармонік. Дослідження охоплює як нормальний режим роботи, так і аварійні сценарії, висвітлюючи вплив гармонійних складових на пульсації електромагнітного моменту, коливання швидкості та загальний коефіцієнт гармонічних спотворень.
Взаємодія просторових гармонік машини з часовими гармоніками від інвертора напруги з широтно-імпульсною модуляцією викликає пульсації електромагнітного моменту. У нормальному режимі домінують просторові гармоніки у кривих струму та моменту. При однофазному обриві фази домінує друга гармоніка через компоненту магнітного поля з зворотної послідовності, тоді як 6-та та 12-та гармоніки моменту зменшуються. У разі трифазного обриву фаз машина працює при зниженому навантаженні, а гармонійний спектр показує менший коефіцієнт гармонічних спотворень порівняно з нормальним режимом, при цьому просторові гармоніки залишаються домінуючими. Ці результати підкреслюють важливість аналізу гармонік для оптимізації стратегій керування та підвищення загальної продуктивності та надійності шестифазних приводів. Інвертор напруги з широтно-імпульсною модуляцією має незначний вплив у цих аварійних умовах, оскільки гармоніки високих порядків у струмі та моменті є несуттєвими.