永磁同步电机谐波电流抑制方法、系统、设备及介质技术方案

本发明专利技术涉及谐波电流抑制技术领域，公开一种永磁同步电机谐波电流抑制方法、系统、设备及介质。该方法包括：获取车辆的目标速度和目标功率，采样直流输入电压、交流输入电压以及电机输入端的输入谐波电流；计算SVPWM调制比，从输入谐波电流提取定子谐波电流；判断电流谐波畸变率是否处于畸变范围；向逆变器输出调制信号，启动滤波模块滤除输入谐波电流，依据汽车的目标功率确定汽车电源供电方式，依据SVPWM调制比控制汽车电源以所选择的供电方式响应汽车的目标功率。本发明专利技术通过消除谐波电流并依据当前调制比选择对应的供电方式来响应目标功率和目标速度，提高逆变器带载能力，减少逆变器谐波电流。少逆变器谐波电流。少逆变器谐波电流。

【技术实现步骤摘要】
永磁同步电机谐波电流抑制方法、系统、设备及介质


[0001]本专利技术涉及谐波电流抑制
，尤其是一种永磁同步电机谐波电流抑制方法、系统、设备及介质。

技术介绍

[0002]永磁同步电机具有高效率、高功率密度等优点，广泛应用于燃料电池汽车领域，如氢燃料电池与锂电池混合动力汽车。
[0003]对于永磁同步电机而言，其含有的谐波可分为时间谐波和空间谐波两种。时间谐波是指由于使用逆变器给永磁同步电机供电过程中，可控器件存在死区时间，IGBT、二极管等原件导通时也存在电压降落等原因所产生的谐波。空间谐波是指永磁同步电机在设计时因为有齿槽效应、磁饱和等因素，使得电机运行时含有一定的谐波分量。其中，以 5、7 次谐波含量最高，影响最大。燃料电池汽车需要实现大功率驱动且母线电压受到限制，有些工况下逆变器将不得不进入过调制状态。过调制状态下，逆变器输出电压将含有更大的谐波成分，增大了电机的谐波电流。
[0004]谐波电流会对传动系统产生不良影响，增大了铜耗、降低了设备电磁兼容性能，严重影响了交流传动系统的性能。因此，谐波电流的抑制方法是三相永磁同步电机研究中的一个重要内容。有必要将谐波滤波技术与SVPWM调制技术结合，以降低电机谐波电流。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种永磁同步电机谐波电流抑制方法、系统、设备及介质，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
[0006]第一方面，提供一种永磁同步电机谐波电流抑制方法，包括：获取车辆的目标速度和目标功率，采样直流输入电压、交流输入电压以及电机输入端的输入谐波电流；其中，所述直流输入电压经过逆变转换后得到交流输入电压，所述交流输入电压接入电机输入端；依据直流输入电压和交流输入电压计算SVPWM调制比，从输入谐波电流提取定子谐波电流；判断电流谐波畸变率是否处于畸变范围；若不处于畸变范围，向逆变器输出调制信号，启动滤波模块滤除输入谐波电流，依据汽车的目标功率确定汽车电源供电方式，依据SVPWM调制比控制汽车电源以所选择的供电方式响应汽车的目标功率。
[0007]所述SVPWM调制比的计算公式为：；其中，M表示SVPWM调制比，U
o
表示交流输入电压的基波幅值，U
dc
表示直流输入电压。
[0008]在其中一个实施例中，所述判断电流谐波畸变率是否处于畸变范围，具体包括以
下步骤：计算电流谐波畸变率；所述电流谐波畸变率的计算公式为：；其中，THD
i
表示电流谐波畸变率，H表示采集输入谐波电流的次数，I1表示输入谐波电流基波分量的有效值；将谐波治理标准值和计算得到的电流谐波畸变率进行比较，若电流谐波畸变率大于谐波治理标准值，则电流谐波畸变率不处于畸变范围。
[0009]在其中一个实施例中，所述依据汽车的目标功率选择汽车电源供电方式，具体包括以下步骤：当目标功率大于燃料电池的最大输出功率时，确定为同时使用燃料电池和锂电池进行供电，当目标功率小于或等于燃料电池的最大输出功率时，确定为使用燃料电池进行供电，使将直流输入电压逆变转换为交流输入电压的逆变器的调制比趋向于最佳调制比。
[0010]在其中一个实施例中，所述依据SVPWM调制比控制汽车电源以所选择的供电方式响应汽车的目标功率，具体包括以下步骤：当M＞M0时，控制燃料电池和锂电池同时向逆变器进行供电，使汽车的目标功率与汽车电源的直流输入功率满足以下关系：；当M
TV1
≤M≤M0时，控制燃料电池向逆变器进行供电，锂电池停机，使汽车的目标功率与汽车电源的直流输入功率满足以下关系：；当M
TV2
≤M≤M
TV1
时，控制燃料电池向逆变器进行供电以及对锂电池进行充电，使汽车的目标功率与汽车电源的直流输入功率满足以下关系：；其中，M表示SVPWM调制比，M0表示最佳调制比，P
m
表示汽车的目标功率，P
HFCe
表示燃料电池在最佳工作点的输出功率，P
LB1
表示锂电池的输出功率，P
LB2
表示锂电池的充电功率，M
TV1
表示SVPWM调制比的第一阈值，M
TV2
表示SVPWM调制比的第二阈值。
[0011]在其中一个实施例中，所述最佳调制比为0.907。
[0012]在其中一个实施例中，所述启动滤波模块滤除定子谐波电流，具体包括以下步骤：谐波电流滤除前计算当前所需滤除的谐波电流，依据计算结果启动滤波模块进行若干次谐波电流滤除，直至电流谐波畸变率小于谐波治理标准值为止。
[0013]第二方面，提供一种永磁同步电机谐波电流抑制系统，包括汽车电源、逆变器、永磁同步电机、滤波模块、SVPWM驱动模块、采集模块、计算模块、判断模块和控制模块；所述汽车电源、逆变器和永磁同步电机顺次连接，所述滤波模块与永磁同步电机的输入端连接，所述SVPWM驱动模块与逆变器连接；所述采集模块用于获取车辆的目标速度和目标功率，采样直流输入电压、交流输
入电压以及电机输入端的输入谐波电流；其中，所述直流输入电压经过逆变转换后得到交流输入电压，所述交流输入电压接入电机输入端；所述计算模块用于依据直流输入电压和交流输入电压计算SVPWM调制比，从输入谐波电流提取定子谐波电流；所述判断模块用于判断电流谐波畸变率是否处于畸变范围；所述SVPWM驱动模块用于向逆变器输出调制信号；所述控制模块用于在电流谐波畸变率不处于畸变范围时，启动滤波模块滤除输入谐波电流，依据汽车的目标功率确定汽车电源供电方式，依据SVPWM调制比控制汽车电源以所选择的供电方式响应汽车的目标功率。
[0014]第三方面，提供一种计算机设备，包括：存储器，存储有计算机程序；处理器，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述的永磁同步电机谐波电流抑制方法。
[0015]第四方面，提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的永磁同步电机谐波电流抑制方法。
[0016]本专利技术的有益效果：响应汽车的目标速度和目标功率时通过直流输入电压和交流输入电压计算调制比以及确定是否需要滤除谐波电流，使用滤波手段消除谐波电流，以及依据当前调制比选择对应的供电方式来响应汽车的目标功率和目标速度，有效提高逆变器的带载能力，同时使逆变器产生的谐波电流减小。
附图说明
[0017]图1是一实施例示出的永磁同步电机谐波电流抑制方法的流程图。
[0018]图2是一实施例示出的汽车电源的结构示意图。
[0019]图3是一实施例示出的永磁同步电机谐波电流抑制系统的结构框图。
[0020]图4是一实施例示出的一种计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
[0021]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清晰，下面将结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的描述。
[0022]这里将详细地对示例性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机谐波电流抑制方法，其特征在于，包括：获取车辆的目标速度和目标功率，采样直流输入电压、交流输入电压以及电机输入端的输入谐波电流；其中，所述直流输入电压经过逆变转换后得到交流输入电压，所述交流输入电压接入电机输入端；依据直流输入电压和交流输入电压计算SVPWM调制比，从输入谐波电流提取定子谐波电流；判断电流谐波畸变率是否处于畸变范围；若不处于畸变范围，向逆变器输出调制信号，启动滤波模块滤除输入谐波电流，依据汽车的目标功率确定汽车电源供电方式，依据SVPWM调制比控制汽车电源以所选择的供电方式响应汽车的目标功率。2.根据权利要求1所述的永磁同步电机谐波电流抑制方法，其特征在于，所述SVPWM调制比的计算公式为：；其中，M表示SVPWM调制比，U
o
表示交流输入电压的基波幅值，U
dc
表示直流输入电压。3.根据权利要求1所述的永磁同步电机谐波电流抑制方法，其特征在于，所述判断电流谐波畸变率是否处于畸变范围，具体包括以下步骤：计算电流谐波畸变率；所述电流谐波畸变率的计算公式为：；其中，THD
i
表示电流谐波畸变率，H表示采集输入谐波电流的次数，I1表示输入谐波电流基波分量的有效值；将谐波治理标准值和计算得到的电流谐波畸变率进行比较，若电流谐波畸变率大于谐波治理标准值，则电流谐波畸变率不处于畸变范围。4.根据权利要求1所述的永磁同步电机谐波电流抑制方法，其特征在于，所述依据汽车的目标功率选择汽车电源供电方式，具体包括以下步骤：当目标功率大于燃料电池的最大输出功率时，确定为同时使用燃料电池和锂电池进行供电，当目标功率小于或等于燃料电池的最大输出功率时，确定为使用燃料电池进行供电，使将直流输入电压逆变转换为交流输入电压的逆变器的调制比趋向于最佳调制比。5.根据权利要求1所述的永磁同步电机谐波电流抑制方法，其特征在于，所述依据SVPWM调制比控制汽车电源以所选择的供电方式响应汽车的目标功率，具体包括以下步骤：当M＞M0时，控制燃料电池和锂电池同时向逆变器进行供电，使汽车的目标功率与汽车电源的直流输入功率满足以下关系：；当M
TV1
≤M≤M0时，控制燃料电池向逆变器进行供电，锂电池停机，使汽车的目标功率与汽车电源的直流输入功率满足以下关系：；
当M
TV2
≤M≤M
TV1
时，控制燃料电池向逆变器进...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈静，肖纯，刘孟杰，田韶鹏，张猛，杨牧，高嘉伟，游思一郎，
申请(专利权)人：佛山仙湖实验室，
类型：发明
国别省市：