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一种内置式永磁同步电机电流谐波抑制方法技术

技术编号:30367923 阅读:51 留言:0更新日期:2021-10-16 17:41
本发明专利技术公开了一种内置式永磁同步电机电流谐波抑制方法。提取出电机的d、q电流中的6次电流谐波特征量;将6次电流谐波特征量分别通过PI控制器处理;对PI控制器输出结果添加上前馈解耦项获得6次电压谐波特征量;对6次电压谐波特征量进行电压修正;将修正后的6次电压谐波特征量转换为6次电压扰动的形式,注入到内置式永磁同步电机的控制中。本发明专利技术能够实现电流谐波的抑制,以消除内置式永磁同步电机中的电流谐波。电流谐波。电流谐波。

【技术实现步骤摘要】
一种内置式永磁同步电机电流谐波抑制方法


[0001]本专利技术涉及电机控制领域的一种电机控制方法,更具体的说,是涉及一种内置式永磁同步电机电流谐波抑制方法。

技术介绍

[0002]内置式永磁同步电机(IPMSM)具有结构紧凑、功率密度高等优点,被广泛应用于电动汽车驱动系统当中。理想情况下,电机的相电流应为标准的正弦波形。然而实际运行过程中,非理想因素会使电机的相电流中包含一定量的谐波,从而会引起额外的电机损耗。因此有效的抑制电流谐波,对保证IPMSM的稳态运行品质十分重要。
[0003]近年来有学者提出了基于多倍频同步旋转坐标变换(MSRFT)的电流谐波抑制策略,该策略以提取相电流中某一频次的电流谐波特征量为目标。该策略由电流谐波特征量的提取和谐波电压注入两个部分组成。
[0004]而电压谐波注入是电流谐波抑制方法的关键。目前的方法一般通常将提取得到的5、7次电流谐波特征量经过四个PI调节器来产生期望的6次电压谐波,然后将其注入到控制系统当中。然而由于提取的5、7次电流谐波特征量相互耦合,因此PI调节器之间会相互影响。其次,5、7次电流谐波特征量与控制系统中的6次电压扰动之间的数学关系尚不清晰。实际上除了电机本身永磁体磁链谐波和逆变器死区会带来电压扰动外,矢量控制系统中的电流调节器也会引入额外的电压扰动,从而进一步影响电机电流谐波。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服现有技术中的不足,提供一种内置式永磁同步电机电压谐波注入方法,以实现电流谐波的抑制,以消除内置式永磁同步电机中的电流谐波。
[0006]如图2所示,本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的:
[0007]本专利技术涉及内置式永磁同步电机、两电平逆变器和控制器,内置式永磁同步电机和两电平逆变器连接,内置式永磁同步电机和两电平逆变器均和控制器连接。
[0008]本专利技术通过对推导内置式永磁同步电机电流环中,6次电流谐波特征量和6次电压谐波特征量的关系,从而生成6次注入的6次电压谐波进行控制,以消除内置式永磁同步电机中的电流谐波。
[0009]方法包括以下步骤:
[0010]1)提取出内置式永磁同步电机的d、q电流中的6次电流谐波特征量I
d6
cosμ
d6
、I
d6
sinμ
d6
、I
q6
cosμ
q6
和I
q6
sinμ
q6
;其中,I
d6
cosμ
d6
表示d轴电流中6次电流谐波余弦分量,I
d6
sinμ
d6
表示d轴电流中6次电流谐波正弦分量,I
q6
cosμ
q6
表示q轴电流中6次电流谐波余弦分量,I
q6
sinμ
q6
表示q轴电流中6次电流谐波正弦分量;
[0011]2)将步骤1)得到的6次电流谐波特征量分别通过PI控制器处理;
[0012]3)对步骤2)的PI控制器输出结果添加上前馈解耦项获得6次电压谐波特征量;
[0013]4)对步骤3)得到的6次电压谐波特征量进行电压修正;
[0014]5)将修正后的6次电压谐波特征量转换为6次电压扰动的形式,注入到内置式永磁同步电机的控制当中。具体是将生成的电压谐波扰动加到内置式永磁同步电机的电流环中电流控制器的输出上,进而生成PWM调制信号对内置式永磁同步电机进行反馈控制。
[0015]本专利技术中建立以下6次电流谐波特征量和6次电压谐波特征量之间的关系,具体如下:
[0016][0017][0018]其中,
[0019][0020][0021]式中,V
d6
cosγ
d6
*为d轴电流中6次电流谐波余弦分量;V
d6
sinγ
d6
*为d轴电流中6次电流谐波正弦分量;V
q6
cosγ
q6
*为q轴电流中6次电流谐波余弦分量;V
q6
sinγ
q6
*为q轴电流中6次电流谐波正弦分量;I
d6
、I
q6
、μ
d6
和μ
q6
分别为6次电流谐波的幅值和初始相位角;χ
d
和χ
q
为d、q轴的6次电流谐波幅值与6次电压扰动幅值之间的比值;Δδ
d
和Δδ
q
为d、q轴的6次电流谐波的相位角与6次电压扰动的相位角之间的差值。R为内置式永磁同步电机的定子电阻;ω
e
为内置式永磁同步电机的电角速度;L
d
和L
q
为内置式永磁体同步电机的d、q轴电感;k
id
、k
pd
、k
iq
和k
pq
分别为电流环PI控制器的PI参数。
[0022]所述的步骤3)具体为:
[0023]首先建立前馈解耦项为:
[0024][0025][0026]式中,ΔV
d1
、ΔV
d2
分别为d轴的第一、第二前馈解耦项;ΔV
q1
、ΔV
q2
分别为q轴的第
一、第二前馈解耦项。
[0027]然后按照以下方式在PI控制器输出结果基础上添加前馈解耦项获得6次电压谐波特征量V
d6
cosγ
d6
*、V
d6
sinγ
d6
*、V
q6
cosγ
q6
*和V
q6
sinγ
q6
*:
[0028][0029][0030]式中,I
d6
、I
q6
分别为6次电流谐波的幅值;μ
d6
*和μ
q6
*分别为6次电流谐波的初始相位角;Δδ
d
和Δδ
q
为d、q轴的6次电流谐波的相位角与6次电压扰动的相位角之间的差值,χ
d
和χ
q
为d、q轴的6次电流谐波幅值与6次电压扰动幅值之间的比值;V
d6
cosγ
d6
*表示前馈解耦后的d轴电流中6次电压谐波余弦分量,V
d6
sinγ
d6
*表示前馈解耦后的d轴电流中6次电压谐波正弦分量,V
q6
cosγ
q6
*表示前馈解耦后的q轴电流中6次电压谐波余弦分量,V
q6
sinγ
q6
*表示前馈解耦后的q轴电流中6次电压谐波正弦分量。
[0031]分别为四个6次电流谐波特征量I
d6
cosμ
d6...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内置式永磁同步电机电流谐波抑制方法,其特征在于:方法包括以下步骤:1)提取出内置式永磁同步电机的d、q电流中的6次电流谐波特征量I
d6
cosμ
d6
、I
d6
sinμ
d6
、I
q6
cosμ
q6
和I
q6
sinμ
q6
;其中,I
d6
cosμ
d6
表示d轴电流中6次电流谐波余弦分量,I
d6
sinμ
d6
表示d轴电流中6次电流谐波正弦分量,I
q6
cosμ
q6
表示q轴电流中6次电流谐波余弦分量,I
q6
sinμ
q6
表示q轴电流中6次电流谐波正弦分量;2)将步骤1)得到的6次电流谐波特征量分别通过PI控制器处理;3)对步骤2)的PI控制器输出结果添加上前馈解耦项获得6次电压谐波特征量;4)对步骤3)得到的6次电压谐波特征量进行电压修正;5)将修正后的6次电压谐波特征量转换为6次电压扰动的形式,注入到内置式永磁同步电机的控制当中。2.根据权利要求1中所述一种内置式永磁同步电机电流谐波抑制方法,其主要特征在于:所述的步骤3)具体为:首先建立前馈解耦项为:首先建立前馈解耦项为:式中,ΔV
d1
、ΔV
d2
分别为d轴的第一、第二前馈解耦项;ΔV
q1
、ΔV
q2
分别为q轴的第一、第二前馈解耦项。然后按照以下方式在PI控制器输出结果基础上添加前馈解耦项获得6次电压谐波特征量V
d6
cosγ
d6
*、V
d6
sinγ
d6
*、V
q6
cosγ
q6
*和V
q6
sinγ
q6
*:*:式中,I
d6
、I
q6
分别为6次电流谐波的幅值;μ
d6
*和μ
q6
*分别为6次电流谐波的初始相位角;Δδ
d
和Δδ
q
为d、q轴的6次电流谐波的相位角与6次电压扰动的相位角之间的差值,χ
d

【专利技术属性】
技术研发人员:史婷娜陈志伟林治臣王志强阎彦夏长亮
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:

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