【技术实现步骤摘要】
一种永磁同步电机周期性误差的分析方法及装置
[0001]本专利技术涉及永磁同步电机
，具体涉及一种永磁同步电机周期性误差的分析方法及装置。
技术介绍
[0002]同步电机为了实现能量的转换，就需要设置一个直流磁场，通过该直流磁场产生直流电流，称为电机的励磁电流，根据该励磁电流的供给方式，凡是从其它电源获得励磁电流的发电机，称为永磁同步电机。
[0003]在永磁同步电机的磁场定向控制中，电机转子磁极位置的信号检测信息是电机控制系统的重要反馈信息，实时反映了电机的运动状态，直接影响电机控制系统性能。由于旋转变压器(Resolver)作为一种常见的位置传感器，鲁棒性好，可靠性高，可以抑制共模噪声，也适用于恶劣条件的工作环境，因此，旋转变压器被广泛应用于检测永磁同步电机的电机转子磁极位置信号。但是，旋转变压器自身存在非线性特性，以及旋转变压器在机械安装过程中存在转子偏心、旋转正余弦绕组非正交、调理电路非对称等非理想因素，导致电机转子磁极位置信号不可避免地会出现不同频次的周期性误差，该周期性误差影响永磁同步电机的控制性能，因此，对永磁同步电机的周期性误差进行系统分析至关重要。
[0004]目前，在现有技术中仅仅提到旋转变压器在检测电机转子磁极位置信号的过程中会存在周期性误差，通过旋转变压器检测的电机转子磁极位置信号和基于正弦变换得到的周期性误差对应的幅值信号，对周期性误差进行在线补偿，但是由于没有针对性地考虑旋转变压器在具体应用中产生周期性误差的原因，可能最终导致在线补偿周期性误差的结果不够精确。>
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种永磁同步电机周期性误差的分析方法，以解决现有技术中由于没有针对性地考虑旋转变压器在具体应用中产生周期性误差的原因，可能最终导致在线补偿周期性误差的结果不够精确问题。
[0006]根据第一方面，本专利技术实施例提供了一种永磁同步电机周期性误差的分析方法，包括如下步骤：
[0007]确定永磁同步电机在恒定转速状态下的当前角度信号、预设谐波频次和预设基波频率；
[0008]根据所述当前角度信号、所述预设谐波频次和所述预设基波频率，计算所述当前角度信号对应的初始正弦函数；
[0009]在所述当前角度信号进行坐标变换过程中，计算所述初始正弦函数对应的复矢量函数；
[0010]根据所述复矢量函数和所述预设基波频率，通过第一坐标变换路径产生第一目标谐波电流频率和通过第二坐标变换路径产生第二目标谐波电流频率；
[0011]根据所述预设基波频率、预设谐波频次、所述第一目标谐波电流频率和所述第二目标谐波电流频率，通过预设周期性误差分析算法分析验证永磁同步电机周期性误差。
[0012]结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述确定永磁同步电机在恒定转速状态下的当前角度信号的步骤包括：
[0013]确定永磁同步电机在各种不同转速状态下的初始角度信号；
[0014]根据所述初始角度信号，确定永磁同步电机在恒定转速状态下的当前角度信号。
[0015]结合第一方面第二实施方式，在第一方面第二实施方式中，所述根据所述初始角度信号，确定永磁同步电机在恒定转速状态下的当前角度信号通过如下公式计算：
[0016][0017][0018]θ
e
＝K
·
θ
rdc
，K＝n
p
/p
rdc
[0019]其中，e
h
为所述初始角度信号中的谐波，k为谐波频次，a
k
为k次谐波幅值和为k次谐波相位，θ
rdc
为初始角度信号，ω
rdc
为角频率；θ
e
为当前角度信号，n
p
为永磁同步电机极对数，p
rdc
为旋变极对数，K为永磁同步电机极对数与旋变极对数的比值。
[0020]结合第一方面，在第一方面第三实施方式中，所述根据所述当前角度信号、所述预设谐波频次和所述预设基波频率，计算所述当前角度信号对应的初始正弦函数通过如下公式计算：
[0021][0022]其中，J
n
(λ
k
)为调频指数为λ
k
的n阶第一类贝塞尔函数，θ
e
为所述当前角度信号，ω
e
为所述预设基波频率，λ为所述预设谐波频次，λ
k
为所述永磁同步电机的正弦扰动幅值。
[0023]结合第一方面，在第一方面第四实施方式中，在所述当前角度信号进行坐标变换过程中，计算所述初始正弦函数对应的复矢量函数的公式如下：
[0024]J-n
(λ
k
)＝(-1)
n
J
n
(λ
k
)
[0025][0026][0027][0028]其中，θ
e
为所述当前角度信号，ω
e
为所述预设基波频率，λ为所述预设谐波频次，λ
k
为所述永磁同步电机的正弦扰动幅值，为所述复矢量函数。
[0029]结合第一方面，在第一方面第五实施方式中，所述根据预设基波频率、预设谐波频次、所述第一目标谐波电流频率和所述第二目标谐波电流频率，通过预设周期性误差分析算法分析验证永磁同步电机周期性误差通过如下公式计算：
[0030]令所述预设基波频率为ω
e
，令预设谐波频次λ为0.5，令第一目标谐波电流频率为ω2＝λω
e
＝0.5ω
e
，令第二目标谐波电流频率为ω1＝(2-λ)ω
e
＝1.5ω
e
，以所述永磁同步电机的所述当前角度信号为0.5ω
e
单频扰动，
[0031][0032]其中，a
1.5
为1.5次电流幅值，a1为1次电流幅值，a
0.5
为0.5次电流幅值，k
p
为PI调节器的比例，k
i
为PI调节器的积分系数，Z
a
为A相等效阻抗，K
PI
为PI调节器的等效增益，为对应频率分量的相位，ω
r1
为PI调节器对应输入信号的频率，ω
r2
为负载对应输入信号的频率，U
s
为dq坐标系相电压幅值，当电流响应进入稳态后，PI调节器的直流输入分量为零，0.5ω
e
频次电流谐波由u
dq
直流分量经旋转矢量产生。
[0033]结合第一方面，在第一方面第六实施方式中，所述根据预设基波频率、预设谐波频次、所述第一目标谐波电流频率和所述第二目标谐波电流频率，通过预设周期性误差分析算法分析验证永磁同步电机周期性误差还通过如下公式计算：
[0034]令所述预设基波频率为ω
e
，令预设谐波频次λ为0.5，令第一本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机周期性误差的分析方法，其特征在于，包括如下步骤：确定永磁同步电机在恒定转速状态下的当前角度信号、预设谐波频次和预设基波频率；根据所述当前角度信号、所述预设谐波频次和所述预设基波频率，计算所述当前角度信号对应的初始正弦函数；在所述当前角度信号进行坐标变换过程中，计算所述初始正弦函数对应的复矢量函数；根据所述复矢量函数和所述预设基波频率，通过第一坐标变换路径产生第一目标谐波电流频率和通过第二坐标变换路径产生第二目标谐波电流频率；根据所述预设基波频率、预设谐波频次、所述第一目标谐波电流频率和所述第二目标谐波电流频率，通过预设周期性误差分析算法分析验证永磁同步电机周期性误差。2.根据权利要求1所述的永磁同步电机周期性误差的分析方法，其特征在于，所述确定永磁同步电机在恒定转速状态下的当前角度信号的步骤包括：确定永磁同步电机在各种不同转速状态下的初始角度信号；根据所述初始角度信号，确定永磁同步电机在恒定转速状态下的当前角度信号。3.根据权利要求2所述的永磁同步电机周期性误差的分析方法，其特征在于，所述根据所述初始角度信号，确定永磁同步电机在恒定转速状态下的当前角度信号通过如下公式计算：算：θ
e
＝K
·
θ
rdc
，K＝n
p
/p
rdc
其中，e
h
为所述初始角度信号中的谐波，k为谐波频次，a
k
为k次谐波幅值和为k次谐波相位，θ
rdc
为初始角度信号，ω
rdc
为角频率；θ
e
为当前角度信号，n
p
为永磁同步电机极对数，p
rdc
为旋变极对数，K为永磁同步电机极对数与旋变极对数的比值。4.根据权利要求1所述的永磁同步电机周期性误差的分析方法，其特征在于，所述根据所述当前角度信号、所述预设谐波频次和所述预设基波频率，计算所述当前角度信号对应的初始正弦函数通过如下公式计算：其中，J
n
(λ
k
)为调频指数为λ
k
的n阶第一类贝塞尔函
数，θ
e
为所述当前角度信号，ω
e
为所述预设基波频率，λ为所述预设谐波频次，λ
k
为所述永磁同步电机的正弦扰动幅值。5.根据权利要求1所述的永磁同步电机周期性误差的分析方法，其特征在于，在所述当前角度信号进行坐标变换过程中，计算所述初始正弦函数对应的复矢量函数的公式如下：J-n
(λ
k
)＝(-1)
n
J
n
(λ
k
)sinθ
e
＝J0(λ
k
)sin(ω
e
t)+J1(λ
k
)sin(ω
e
t+λω
e
t)+J-1
(λ
k
)sin(ω
e
t-λω
e
t)+...其中，θ
e
为所述当前角度信号，ω
e
为所述预设基波频率，λ为所述预设谐波频次，λ
k
为所述永磁同步电机的正弦扰动幅值，为所述复矢量函数。6.根据权利要求1所述的永磁同步电机周期性误差的分析方法，其特征在于，所述根据预设基波频率、预设谐波频次、所述第一目标谐波电流频率和所述第二目标谐波电流频率，通过预设周期性误差分析算法分析验证永磁同步电机周期性误差通过如下公式计算：令所述预设基波频率为ω
e
，令预设谐波频次λ为0.5，令第一目标谐波电流频率为ω2＝λω
e
＝0.5ω
e
，令第二目标谐波电流频率为ω1＝(2-λ)ω
e
＝1.5ω
e
，以所述永磁同步电机的所述当前角度信号为0.5ω
e
单频扰动，单频扰动，其中，a
1.5...
【专利技术属性】
技术研发人员：章回炫，范涛，国敬，刘忠永，边元均，温旭辉，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：
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