一种基于SVPWM控制的电机谐波抑制方法和相关设备技术

本发明专利技术提供一种基于SVPWM控制的电机谐波抑制方法和相关设备，方案通过采用随机变频周期对所述基于SVPWM控制的功率管开关周期和采样周期进行调整，调整后的开关周期对功率管进行控制，采用调整后的采样周期进行采样，通过随机变动的开关周期和采样周期对所述基于SVPWM控制的电机内的谐波进行抑制，能够有效抑制电机内的谐波信号。抑制电机内的谐波信号。抑制电机内的谐波信号。

【技术实现步骤摘要】
一种基于SVPWM控制的电机谐波抑制方法和相关设备


[0001]本专利技术涉及电机控制
，具体涉及一种基于SVPWM控制的电机谐波抑制方法和相关设备。

技术介绍

[0002]电压空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation，以下简称SVPWM)技术被广泛应用永磁同步电机控制中，该技术是由三相功率逆变器的六个功率开关管组成的特定开关模式产生的脉宽调制波，控制输出的电流波形尽可能接近理想正弦波，并且相比其他调制算法，SVPWM能够提高直流母线电压利用率，使永磁同步电机获得更大功率输出。
[0003]SVPWM载波的调制采用固定开关频率，这种方式会造成电机输出的三相电流在其开关频率及其倍频处畸变严重，即产生较大的高次谐波。高次谐波会使电机产生明显的机械振动和电磁噪声，对人耳造成严重影响，特别是近年来SVPWM控制的永磁同步电机被越来越多应用到新能源电动汽车中，电机的振动和噪声会降低电动汽车的用户体验。
[0004]随机SVPWM将功率管的开关周期由周期信号变为非周期信号，即在一定范围内随机改变SVPWM载波周期，将原开关频率及其倍频处的噪声能量分散开，降低电机的振动和噪声。由于采样频率实际程序代码运算量的问题，SVPWM随机周期的选取范围会比较窄，影响随机SVPWM在电机全转速范围内的谐波抑制效果。
[0005]现有技术中，专利CN202010856533公开了一种基于谐波选择性消除随机SVPWM的永磁同步电机减振降噪方法，利用当前控制周期占空比、前一控制周期内占空比及开关周期，不仅分散开关频率及其倍频处谐波含量，而且进一步消除永磁同步电机固有频率处的谐波，避免电机产生强烈共振，有效降低电磁噪声。
[0006]申请人对上述方案进一步研究发现，上述方案的随机数选取范围比较窄，虽然进一步消除了永磁同步电机固有频率处的谐波，但是对其他固有频率处的谐波抑制效果不佳。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术实施例提供一种基于SVPWM控制的电机谐波抑制方法和相关设备，以实现电机中的谐波抑制。
[0008]为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：
[0009]一种基于SVPWM控制的电机谐波抑制方法，包括：
[0010]生成随机变频周期；
[0011]基于所述随机变频周期计算所述功率开管的开通时刻和关断时刻；
[0012]跟随所述变频周期调整采样函数的函数运算量；
[0013]基于所述开通时刻和关断时刻对所述功率开关管的开关周期进行控制，基于调整后的采样周期进行采样控制。
[0014]可选的，上述基于SVPWM控制的电机谐波抑制方法中，生成随机变频周期，包括：
[0015]通过线性同余法生成随机变频周期。
[0016]可选的，上述基于SVPWM控制的电机谐波抑制方法中，所述跟随所述变频周期调整采样函数的函数运算量，包括：
[0017]判断当前周期对应的随机变频周期的周期时长是否大于预设阈值；
[0018]如果大于所述预设阈值时，获取当前时刻电机的转速和角度，读取当前时刻的系统时间戳，将当前时刻的电机的转速、角速度和系统时间戳作为采样函数的函数运算量；
[0019]如果小于所述预设阈值时，获取上一时刻电机的转速和角度，读取当前时刻的系统时间戳，基于上一时刻的系统时间戳、前时刻的系统时间戳以及上一时刻电机的转速和角度计算得到当前时刻电机的角度，将上一时刻电机的转速、当前时刻电机的角速度以及当前时刻的系统时间作为采样函数的函数运算量。
[0020]可选的，上述基于SVPWM控制的电机谐波抑制方法中，所述通过线性同余法生成随机变频周期，包括：
[0021]获取电机转速；
[0022]获取与所述电机转速相对应的线性同余法的变量参数；
[0023]基于所述过线性同余法生成随机变频周期。
[0024]可选的，上述基于SVPWM控制的电机谐波抑制方法中，获取与所述电机转速相对应的线性同余法的变量参数，包括：
[0025]基于预设映射表获取与所述电机转速相对应的线性同余法的变量参数，其中，所述预设映射参数中记录有与所述电机转速相匹配的线性同余法的变量参数。
[0026]一种基于SVPWM控制的电机谐波抑制装置，包括：
[0027]随机变频周期生成单元，用于生成随机变频周期；
[0028]开关时刻计算单元，用于基于所述随机变频周期计算所述功率开管的开通时刻和关断时刻；
[0029]采样函数调整单元，用于跟随所述变频周期调整采样函数的函数运算量；
[0030]电机控制单元，用于基于所述开通时刻和关断时刻对所述功率开关管的开关周期进行控制，基于调整后的采样周期进行采样控制。
[0031]可选的，上述SVPWM电机谐波抑制装置中，随机变频周期生成单元，具体用于：
[0032]通过线性同余法生成随机变频周期。
[0033]可选的，上述SVPWM电机谐波抑制装置中，所述采样函数调整单元具体用于：
[0034]判断当前周期对应的随机变频周期的周期时长是否大于预设阈值；
[0035]如果大于所述预设阈值时，获取当前时刻电机的转速和角度，读取当前时刻的系统时间戳，将当前时刻的电机的转速、角速度和系统时间戳作为采样函数的函数运算量；
[0036]如果小于所述预设阈值时，获取上一时刻电机的转速和角度，读取当前时刻的系统时间戳，基于上一时刻的系统时间戳、前时刻的系统时间戳以及上一时刻电机的转速和角度计算得到当前时刻电机的角度，将上一时刻电机的转速、当前时刻电机的角速度以及当前时刻的系统时间作为采样函数的函数运算量。
[0037]可选的，上述基于SVPWM控制的电机谐波抑制装置中，所述随机变频周期生成单元，具体用于：
[0038]获取电机转速；
[0039]获取与所述电机转速相对应的线性同余法的变量参数；
[0040]基于所述过线性同余法生成随机变频周期。
[0041]一种存储介质，所述存储介质存储有多条指令，所述指令适于处理器进行加载，以执行上述任一项所述的基于SVPWM控制的电机谐波抑制方法中的步骤。
[0042]基于上述技术方案，本专利技术实施例提供的上述方案，通过采用随机变频周期对所述基于SVPWM控制的电机的功率管开关周期和采样周期进行调整，调整后的开关周期对所述功率管的进行控制，采用调整后的采样周期进行采样，通过随机变动的开关周期和采样周期对所述基于SVPWM控制的电机内的谐波进行抑制，能够有效抑制电机内的谐波信号。
附图说明
[0043]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。
[0044本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于SVPWM控制的电机谐波抑制方法，其特征在于，包括：生成随机变频周期；基于所述随机变频周期计算所述功率开管的开通时刻和关断时刻；跟随所述变频周期调整采样函数的函数运算量；基于所述开通时刻和关断时刻对所述功率开关管的开关周期进行控制，基于调整后的采样周期进行采样控制。2.根据权利要求1所述的基于SVPWM控制的电机谐波抑制方法，其特征在于，生成随机变频周期，包括：通过线性同余法生成随机变频周期。3.根据权利要求1所述的基于SVPWM控制的电机谐波抑制方法，其特征在于，所述跟随所述变频周期调整采样函数的函数运算量，包括：判断当前周期对应的随机变频周期的周期时长是否大于预设阈值；如果大于所述预设阈值时，获取当前时刻电机的转速和角度，读取当前时刻的系统时间戳，将当前时刻的电机的转速、角速度和系统时间戳作为采样函数的函数运算量；如果小于所述预设阈值时，获取上一时刻电机的转速和角度，读取当前时刻的系统时间戳，基于上一时刻的系统时间戳、前时刻的系统时间戳以及上一时刻电机的转速和角度计算得到当前时刻电机的角度，将上一时刻电机的转速、当前时刻电机的角速度以及当前时刻的系统时间作为采样函数的函数运算量。4.根据权利要求2所述的基于SVPWM控制的电机谐波抑制方法，其特征在于，所述通过线性同余法生成随机变频周期，包括：获取电机转速；获取与所述电机转速相对应的线性同余法的变量参数；基于所述过线性同余法生成随机变频周期。5.根据权利要求4所述的基于SVPWM控制的电机谐波抑制方法，其特征在于，获取与所述电机转速相对应的线性同余法的变量参数，包括：基于预设映射表获取与所述电机转速相对应的线性同余法的变量参数，其中，所述预设映射参数中记录有与所述电机转速相匹配的线性同余法的变量参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：张世博，任广辉，王云，卢苗，詹圣益，王文洲，卢慧超，
申请(专利权)人：中科意创广州科技有限公司，
类型：发明
国别省市：