一种抑制电机电流谐波的补偿方法技术

本发明专利技术涉及一种抑制电机电流谐波的补偿方法，所述补偿方法包括以下步骤：采样逆变器输出的三相电流值；对所述逆变器输出的三相电流值进行坐标变换得到滤波后励磁分量和滤波后转矩分量分别对应的幅值和相角；根据励磁分量和转矩分量分别对应的幅值和相角以及预设的电流空间矢量角与电流极性的映射表，得到所述三相电流的极性；根据所述三相电流的不同极性，通过死区时间对三相触发信号导通时刻进行补偿以使补偿后触发导通时刻与理想触发导通时刻相同。

A Compensation Method for Suppressing Current Harmonics of Motor

【技术实现步骤摘要】
一种抑制电机电流谐波的补偿方法
本专利技术涉及电机控制领域，尤其涉及一种LED灯具在温度加速老化中的寿命误差试验方法。
技术介绍
随着工业技术水平的发展，电力电子器件技术和微型计算机技术不断提高，直流调速系统的使用逐渐降低，而交流伺服系统的使用越来越广泛。交流伺服系统在数控装备中有着举足轻重作用，性能好坏直接影响其加工精度高低。PMSM的高性能使其在伺服驱动中广泛使用，可实现精密控制驱动，低速大转矩运行，在负载转矩下直接起动。伺服系统的低速性能好是实现高精度加工的前提条件。电磁振动噪声、机械振动噪声和空气动力噪声是电机运行过程中产生振动及噪声的主要原因，其中电磁振动噪声所占比例最大。电磁噪声由电磁振动而产生，切向电磁力产生电磁转矩外，径向电磁力还会引起定子转子变形和振动。机械振动和噪声可以通过设备维护降低，与电磁振动基本无关。而空气动力噪声是不通过定子和转子间的振动传播而产生的，不能在电机外部用振动测试仪测量。由于电机本体结构的设计以及变频调速时采用变频供电方式，使得逆变后输出的三相交流电中会含有大量的谐波成分，将以一种非正弦波的形式供电，导致电机定子相电流和相电压中含有高次谐波。谐波作用在电机定子和转子的气隙间，增加了电磁力波频率和次数可能与电机固有频率重合，即使很小的电磁力也可能产生较大的振动。而电机在低速运行情况下，谐波分量对电机振动的影响很大，而且还会引起较大的转速误差。过大的振动将导致电机在不稳定的状态下运行，产生了许多不安全的因素，使用寿命会下降，而且振动时会产生严重的噪声，影响工作者的身心健康。另外对于控制器而言，驱动逆变器采用的控制策略是产生电磁振动的关键因素，这是由于气隙中的基本分量和由逆变器非正弦供电产生的谐波成分相互作用引起的。以一种非正弦波的形式供电，电机运行在一定频率范围，导致径向电磁力波频率与定子或转子某些固有频率重合而发生共振，从而产生较大的振动，导致系统无法稳定地运行，另外，由于IGBT的非线性特性，同一桥臂互补PWM脉冲需加入死区时间，死区时间的加入导致电流中含有大量谐波，使得电机产生较大振动，且低速时更明显。
技术实现思路
本专利技术旨在解决现有技术中死区时间的加入同一桥臂互补PWM脉冲中导致电流中含有大量谐波，使得电机产生较大振动的技术问题，提供一种抑制电机电流谐波的补偿方法。本专利技术提供一种实施例的抑制电机电流谐波的补偿方法，所述补偿方法包括以下步骤：采样逆变器输出的三相电流值；对所述逆变器输出的三相电流值进行坐标变换得到滤波后励磁分量和滤波后转矩分量分别对应的幅值和相角；根据励磁分量和转矩分量分别对应的幅值和相角以及预设的电流空间矢量角与电流极性的映射表，得到所述三相电流的极性；根据所述三相电流的不同极性，通过死区时间对三相触发信号导通时刻进行补偿以使补偿后触发导通时刻与理想触发导通时刻相同。本专利技术还提供一种实施例的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。本专利技术的技术方案与现有技术相比，有益效果在于：根据所述三相电流的不同极性，通过死区时间对三相触发信号导通时刻进行补偿以使补偿后触发导通时刻与理想触发导通时刻相同，使得实现对电机电流谐波的抑制，减小电机产生的振动。附图说明图1为永磁同步电动机的变频调速系统一种实施例的结构框图。图2为永磁同步电动机的变频调速系统一种实施例的控制算法。图3为本专利技术抑制电机电流谐波的补偿方法一种实施例的流程图。图4为本专利技术定子电流的空间矢量角一种实施例的示意图。图5为本专利技术电流在第1扇区补偿前后一种实施例的脉冲图。图6为本专利技术电流为正时一种实施例的脉冲宽度示意图。图7(a)为本专利技术死区补偿前电机相电流一种实施例的波形示意图。图7(b)为本专利技术死区补偿前电机相电流一种实施例的频谱示意图。图8(a)为本专利技术死区补偿后电机相电流一种实施例的波形示意图。图8(b)为本专利技术死区补偿后电机相电流一种实施例的频谱示意图。图9(a)为本专利技术死区补偿前通道1端盖处径向振动加速度一种实施例的频谱示意图。图9(b)为本专利技术死区补偿前通道2端盖处径向振动加速度一种实施例的频谱示意图。图9(c)为本专利技术死区补偿前通道3安装板处径向振动加速度一种实施例的频谱示意图。图10(a)为本专利技术死区补偿后通道1端盖处径向振动加速度一种实施例的频谱示意图。图10(b)为本专利技术死区补偿后通道2端盖处径向振动加速度一种实施例的频谱示意图。图10(c)为本专利技术死区补偿后通道3安装板处径向振动加速度一种实施例的频谱示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。由于逆变器的非线性特性和气隙磁场畸变引起的齿槽转矩，使永磁同步电动机(PMSM)运行时电流中含有大量谐波，因此以一种非正弦波的形式对电机进行供电，使得电机运行在一定频率范围，导致径向电磁力波频率与定子或转子某些固有频率重合而发生共振，从而产生较大的振动，导致系统不稳定运行。具体的，永磁同步电动机的变频调速系统，如图1所示，具体的工作过程如下：三相交流220V整流后成直流310V经滤波后逆变，逆变电压接到永磁同步电机U、V、W相上。系统中采用316J芯片来保护IGBT安全工作，当出现错误时，316J发出错误信号，封锁PWM脉冲。采用霍尔电流传感器CSCA0050A000B15B01来检测电机定子中任意两相的相电流，经运放调理电路转换成0-3V输入到DSP的AD采样口。电机上安装2000线增量式编码器，编码器输出U±、V±、W±、A±、B±、Z±差分信号经调理电路处理后输入到DSP正交编码器模块QEP中，计算转子磁极位置和转速。而具体的控制算法，如图2所示，即在程序中添加了抑制电机电流谐波的补偿算法，从而实现电机数字化控制，提高电机低速性能。本专利技术提供一种实施例的抑制电机电流谐波的补偿方法，如图3所示，所述补偿方法包括以下步骤：步骤S11，采样逆变器输出的三相电流值；步骤S12，对所述逆变器输出的三相电流值进行坐标变换得到滤波后励磁分量和滤波后转矩分量分别对应的幅值和相角；步骤S13，根据励磁分量和转矩分量分别对应的幅值和相角以及预设的电流空间矢量角与电流极性的映射表，得到所述三相电流的极性；步骤S14，根据所述三相电流的不同极性，通过死区时间对三相触发信号导通时刻进行补偿以使补偿后触发导通时刻与理想触发导通时刻相同。本专利技术的抑制电机电流谐波的补偿方法，根据所述三相电流的不同极性，通过死区时间对三相触发信号导通时刻进行补偿以使补偿后触发导通时刻与理想触发导通时刻相同，使得实现对电机电流谐波的抑制，减小电机产生的振动，从而提供电机在低速时的性能。在具体实施中，步骤S12，具体包括以下步骤：步骤S121，根据所述逆变器输出的三相电流值，得到三相电流中包含的高频谐波；步骤S122，对所述逆变器输出的三相电流值进行坐标变换得到励磁分量和转矩分量；步骤S123，根据三相电流中包含的高频谐波对所述励磁分量和转矩分量进行滤波，得到滤波后的励磁分量和转矩分量；步骤S124，根据滤波后的励磁分量和转矩分量，得到滤波后励磁分量和滤波后转矩分量分别对应的幅值和相角。具体的，所述根据所述电机的三相电流值，得到三相电流中包含的高频谐波的计算公式如下：其中，ia、ib和ic为逆变器输出的三相电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抑制电机电流谐波的补偿方法，其特征在于：所述补偿方法包括以下步骤：采样逆变器输出的三相电流值；对所述逆变器输出的三相电流值进行坐标变换得到滤波后励磁分量和滤波后转矩分量分别对应的幅值和相角；根据励磁分量和转矩分量分别对应的幅值和相角以及预设的电流空间矢量角与电流极性的映射表，得到所述三相电流的极性；根据所述三相电流的不同极性，通过死区时间对三相触发信号导通时刻进行补偿以使补偿后触发导通时刻与理想触发导通时刻相同。

【技术特征摘要】
1.一种抑制电机电流谐波的补偿方法，其特征在于：所述补偿方法包括以下步骤：采样逆变器输出的三相电流值；对所述逆变器输出的三相电流值进行坐标变换得到滤波后励磁分量和滤波后转矩分量分别对应的幅值和相角；根据励磁分量和转矩分量分别对应的幅值和相角以及预设的电流空间矢量角与电流极性的映射表，得到所述三相电流的极性；根据所述三相电流的不同极性，通过死区时间对三相触发信号导通时刻进行补偿以使补偿后触发导通时刻与理想触发导通时刻相同。2.如权利要求1所述的补偿方法，其特征在于：所述对所述逆变器输出的三相电流值进行坐标变换得到励磁分量和转矩分量分别对应的幅值和相角步骤，具体包括：根据所述逆变器输出的三相电流值，得到三相电流中包含的高频谐波；对所述逆变器输出的三相电流值进行坐标变换得到励磁分量和转矩分量；根据三相电流中包含的高频谐波对所述励磁分量和转矩分量进行滤波，得到滤波后的励磁分量和转矩分量；根据滤波后的励磁分量和转矩分量，得到滤波后励磁分量和滤波后转矩分量分别对应的幅值和相角。3.如权利要求2所述的补偿方法，其特征在于：所述根据所述电机的三相电流值，得到三相电流中包含的高频谐波的计算公式如下：其中，ia、ib和ic为逆变器输出的三相电流值，iah、ibh和ich为三相电流中包含的高频谐波，ω为定子电流的角频率。4.如权利要求1所述的补偿方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹风山，张擎，陈廷辉，胡俊，胡金涛，宋吉来，
申请(专利权)人：沈阳新松机器人自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21