电机转矩波动补偿方法、装置及电机控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电机转矩波动补偿方法、装置及电机控制装置，补偿装置包括：转矩波动信息获取模块，用于从速度调节器的输出信号中提取转矩波动信息表；第一电流补偿分量生成模块，用于根据所述转矩波动信息表生成第一电流补偿分量，所述第一电流补偿分量用于补偿至所述电机控制装置中电流环的电流指令中；转矩补偿信息确定模块，用于在所述电机的运行速度波动稳定在预设范围内时，将所述转矩波动信息表确定为转矩补偿信息表，本发明专利技术可在硬件优化遇到瓶颈时，进一步大幅提升转矩波动水平，而且可在较低的速度环增益情况下，实现平稳的速度控制，同时也可在转矩波动抑制层面，将机械产品生产装配一致性水平提升到电子产品生产一致性水平的程度。

【技术实现步骤摘要】
电机转矩波动补偿方法、装置及电机控制装置
本专利技术涉及电机驱动系统，尤其涉及一种电机转矩波动补偿方法、装置及电机控制装置。
技术介绍
三相交流永磁同步电机(PermanentMagnetSynchronousMotor，PMSM，以下简称为PMSM)，具有响应快、功率密度高、鲁棒性好等优点。由PMSM组成的交流伺服驱动，广泛应用于机床、高光机、精雕机、木雕机等高性能轨迹控制系统中。电机运行过程中，随着转子位置的变化，由于气隙磁链空间分布非正弦和定子槽口附近结构性磁阻突变，电机轴端会产生周期性转矩波动。转矩波动引起速度波动，影响伺服性能，某些轨迹应用中表现为加工工件表面残留可见条纹、光洁度差。另外，转矩波动频率随着电机运行速度变化而变化，当电磁力波频率与驱动系统的固有机械频率接近，且两者振动模态相同时，会发生大幅度能量交换，激发强烈的机械共振，产生振动噪音，甚至造成机械损坏。通过优化电机电磁设计，控制来料质量，规范生产工艺，可以在一定程度上减小转矩波动，但不能完全消除，而且往往会引入较大幅度的成本上升。通过提高速度环带宽可以保证速度控制精度，减小速度波动，但是并不能提升转矩控制性能，而且某些场合并不允许速度环增益拉高到与应用需求相匹配的程度。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述硬件优化遇到瓶颈、提高速度环增益并不能提升转矩控制性能且某些场合并不允许速度环增益拉高到与应用需求相匹配的程度的缺陷，提供一种电机转矩波动补偿方法、装置及电机控制装置。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电机转矩波动补偿装置，包括：转矩波动信息获取模块，用于从速度调节器的输出信号中提取转矩波动信息表，所述速度调节器位于电机控制装置中；第一电流补偿分量生成模块，用于根据所述转矩波动信息表生成第一电流补偿分量，所述第一电流补偿分量用于补偿至所述电机控制装置中电流环的电流指令中；转矩补偿信息确定模块，用于在所述电机的运行速度波动稳定在预设范围内时，将所述转矩波动信息表确定为转矩补偿信息表。本专利技术还公开了一种电机转矩波动补偿装置，包括：转矩波动信息获取模块，用于从速度调节器的输出信号中提取转矩波动信息表，所述速度调节器位于电机控制装置中；第一电流补偿分量生成模块，用于根据所述转矩波动信息表生成第一电流补偿分量，所述第一电流补偿分量用于补偿至所述电机控制装置中电流环的电流指令中；转矩补偿信息确定模块，用于在所述电机的运行速度波动稳定在预设范围内时，将所述转矩波动信息表确定为转矩补偿信息表，并将所述转矩补偿信息表储存至所述电机的存储单元中；第二电流补偿分量生成模块，用于在所述电机控制装置上电时，从所述存储单元中获取所述转矩补偿信息表，并在所述电机运行时，根据电机位置信息查找所述转矩补偿信息表，从而获取对应的第二电流补偿分量；其中，所述转矩波动信息表包括所述电机位置信息与转矩波动的对应关系，所述第二电流补偿分量用于补偿至所述电机控制装置中电流环的电流指令中。在一个具体的方案中，所述转矩波动信息获取模块，用于在电机以预设速度稳定运行时，根据预设周期从所述速度调节器的输出信号中提取转矩波动信息表；所述转矩补偿信息确定模块，用于在所述电机的运行速度波动趋于零时，将所述转矩波动信息表确定为转矩补偿信息表。在一个具体的方案中，所述存储单元为编码器中的非易失性存储器。在一个具体的方案中，所述装置还包括：微分器，用于读取编码器中电机位置信息，将所述位置信息进行微分得到电机速度；减法器，用于根据输入的参考速度和所述微分器输出的电机速度确定速度偏差信息；速度调节器，用于根据所述速度偏差信息输出电流指令；加法器，一个输入端连接至所述速度调节器的输出端，另一个输入端连接至所述第一电流补偿分量生成模块的输出端或者所述第二电流补偿分量生成模块的输出端，用于将所述第一电流补偿分量或第二电流补偿分量叠加到所述速度调节器输出的电流指令中；电流控制器，用于根据所述加法器输出的叠加的电流指令驱动所述电机运转。本专利技术还公开了一种电机控制装置，包括如上所述的电机转矩波动补偿装置。本专利技术还公开了一种电机转矩波动补偿方法，包括：从速度调节器的输出信号中提取转矩波动信息表，所述速度调节器位于电机控制装置中；根据所述转矩波动信息表生成第一电流补偿分量，所述第一电流补偿分量用于补偿至所述电机控制装置中电流环的电流指令中；在所述电机的运行速度波动稳定在预设范围内时，将所述转矩波动信息表确定为转矩补偿信息表。本专利技术还公开了一种电机转矩波动补偿方法，包括：从速度调节器的输出信号中提取转矩波动信息表，所述速度调节器位于电机控制装置中；根据所述转矩波动信息表生成第一电流补偿分量，所述第一电流补偿分量用于补偿至所述电机控制装置中电流环的电流指令中；在所述电机的运行速度波动稳定在预设范围内时，将所述转矩波动信息表确定为转矩补偿信息表，并将所述转矩补偿信息表储存至所述电机的存储单元中；在所述电机控制装置上电时，从所述存储单元中获取所述转矩补偿信息表，并在所述电机运行时，根据电机位置信息查找所述转矩补偿信息表，从而获取对应的第二电流补偿分量；其中，所述转矩波动信息表包括所述电机位置信息与所述转矩波动的对应关系，所述第二电流补偿分量用于补偿至所述电机控制装置中电流环的电流指令中。在一个具体的方案中，所述从速度调节器的输出信号中提取转矩波动信息表，具体包括：电机以预设速度稳定运行时，根据预设周期从所述速度调节器的输出信号中提取转矩波动信息表；所述在所述电机的运行速度波动稳定在预设范围内时，将所述转矩波动信息表确定为转矩补偿信息表，具体包括：在所述电机的运行速度波动趋于零时，将所述转矩波动信息表确定为转矩补偿信息表。在一个具体的方案中，所述存储单元为编码器中的非易失性存储器。在一个具体的方案中，所述方法还包括：读取编码器中电机位置信息，将所述位置信息进行微分得到电机速度；根据输入的参考速度和所述电机速度确定速度偏差信息；根据所述速度偏差信息输出电流指令；将所述第一电流补偿分量或第二电流补偿分量叠加到所述电流指令中，并根据叠加的电流指令驱动所述电机运转。本专利技术还公开了一种电机转矩波动补偿装置，其特征在于，包括存储装置和处理装置，所述存储装置中存储有供所述处理装置运行的代码，以执行上述的方法。本专利技术的电机转矩波动补偿方法、装置及电机控制装置，具有以下有益效果：本专利技术从速度调节器的输出信号中提取出转矩波动信息表，转换为电流补偿分量，并将其补偿回到电流环的电流指令中，可在硬件优化遇到瓶颈时，进一步大幅提升转矩波动水平，而且可在较低的速度环增益情况下，实现平稳的速度控制，同时也可在转矩波动抑制层面，将机械产品生产装配一致性水平提升到电子产品生产一致性水平的程度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图：图1是本专利技术实施例一提供的电机转矩波动补偿装置的结构示意图；图2是本专利技术实施例二提供的电机转矩波动补偿装置的结构示意图；图3是实施例二中一个具体实施方式中的补偿数据示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机转矩波动补偿装置，其特征在于，包括：转矩波动信息获取模块，用于从速度调节器的输出信号中提取转矩波动信息表，所述速度调节器位于电机控制装置中；第一电流补偿分量生成模块，用于根据所述转矩波动信息表生成第一电流补偿分量，所述第一电流补偿分量用于补偿至所述电机控制装置中电流环的电流指令中；转矩补偿信息确定模块，用于在所述电机的运行速度波动稳定在预设范围内时，将所述转矩波动信息表确定为转矩补偿信息表。

【技术特征摘要】
1.一种电机转矩波动补偿装置，其特征在于，包括：转矩波动信息获取模块，用于从速度调节器的输出信号中提取转矩波动信息表，所述速度调节器位于电机控制装置中；第一电流补偿分量生成模块，用于根据所述转矩波动信息表生成第一电流补偿分量，所述第一电流补偿分量用于补偿至所述电机控制装置中电流环的电流指令中；转矩补偿信息确定模块，用于在所述电机的运行速度波动稳定在预设范围内时，将所述转矩波动信息表确定为转矩补偿信息表。2.一种电机转矩波动补偿装置，其特征在于，包括：转矩波动信息获取模块，用于从速度调节器的输出信号中提取转矩波动信息表，所述速度调节器位于电机控制装置中；第一电流补偿分量生成模块，用于根据所述转矩波动信息表生成第一电流补偿分量，所述第一电流补偿分量用于补偿至所述电机控制装置中电流环的电流指令中；转矩补偿信息确定模块，用于在所述电机的运行速度稳定在预设范围内时，将所述转矩波动信息表确定为转矩补偿信息表，并将所述转矩补偿信息表储存至所述电机的存储单元中；第二电流补偿分量生成模块，用于在所述电机控制装置上电时，从所述存储单元中获取所述转矩补偿信息表，并在所述电机运行时，根据电机位置信息查找所述转矩补偿信息表，从而获取对应的第二电流补偿分量；其中，所述转矩波动信息表包括所述电机位置信息与转矩波动的对应关系，所述第二电流补偿分量用于补偿至所述电机控制装置中电流环的电流指令中。3.根据权利要求1或2所述的电机转矩波动补偿装置，其特征在于，所述转矩波动信息获取模块，用于在电机以预设速度稳定运行时，根据预设周期从所述速度调节器的输出信号中提取转矩波动信息表；所述转矩补偿信息确定模块，用于在所述电机的运行速度波动趋于零或者稳定在预设范围内时，将所述转矩波动信息表确定为转矩补偿信息表。4.根据权利要求2所述的电机转矩波动补偿装置，其特征在于，所述存储单元为编码器中的非易失性存储器。5.根据权利要求2所述的电机转矩波动补偿装置，其特征在于，所述装置还包括：微分器，用于读取编码器中电机位置信息，将所述位置信息进行微分得到电机速度；减法器，用于根据输入的参考速度和所述微分器输出的电机速度确定速度偏差信息；速度调节器，用于根据所述速度偏差信息输出电流指令；加法器，一个输入端连接至所述速度调节器的输出端，另一个输入端连接至所述第一电流补偿分量生成模块的输出端或者所述第二电流补偿分量生成模块的输出端，用于将所述第一电流补偿分量或第二电流补偿分量叠加到所述速度调节器输出的电流指令中；电流控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文农，李海瑞，
申请(专利权)人：苏州汇川技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32