110_过调制运行下电流谐波增加与转矩脉动的关联

一个让我半夜爬起来翻波形的事故去年冬天，一个做高速风机驱动的项目，客户催着要交付样机。控制板是现成的，功率级也是成熟方案，按说这种项目不该出大问题。台架上空载跑，一切正常，电流波形干净，噪声也小。带载到额定工况，转速刚推到基速以上不到百分之五，电机就开始发出一种不均匀的“嗡嗡”声，手摸机壳能明显感觉到抖动。示波器一挂，相电流波形顶部和底部都被“削”平了，不是削顶失真那种平，而是带着密集毛刺的平。转矩传感器上的脉动峰峰值直接跳到了空载时的七八倍。客户第二天要来现场看数据，我连夜排查。一开始怀疑电流环带宽不够，调了参数，没用。又怀疑死区补偿有问题，改了补偿策略，毛刺少了一点，但脉动依旧。最后把调制比算出来一看，已经进了过调制区。问题不在控制参数，在于我根本没意识到这个工况点已经越过了线性调制边界。更麻烦的是，过调制本身是我想用的——为了多榨一点电压出来，结果榨出来的是一堆谐波和转矩脉动。这个坑让我重新梳理了过调制、电流谐波、转矩脉动这三者之间的耦合关系。下面把当时踩过的坑和后来总结的判断思路写出来。过调制不是“削顶”那么简单很多人第一次接触过调制，理解成正弦波被削平了，像二极管限幅那样。实际在电压源逆变器里，过调制的本质是：你要求的基波电压幅值，已经超过了逆变器在六步模式下方波输出所能提供的基波极限。在线性调制区，调制波是纯正弦，与载波比较后生成的脉冲宽度按正弦规律变化。进入过调制区，调