一种用于永磁同步电机的振动抑制谐波电流快速计算方法技术

本发明专利技术涉及电机控制技术领域，具体涉及一种用于永磁同步电机的振动抑制谐波电流快速计算方法，包括以下步骤：选定需要进行抑制的振动的频率，记录电机初始振动；向电机中注入初始谐波电流，记录电机振动数据，计算初始电流最优系数；向电机中注入正交谐波电流，记录电机振动数据，计算正交电流最优系数；计算振动抑制最优谐波电流；将确定的最优谐波电流注入电机，完成电机振动抑制

【技术实现步骤摘要】
一种用于永磁同步电机的振动抑制谐波电流快速计算方法


[0001]本专利技术涉及电机控制
，尤其涉及一种用于永磁同步电机的振动抑制谐波电流快速计算方法
。

技术介绍

[0002]在电机系统的高端应用场合，无论是舰船电力推进，还是高档数控机床
、
集成电路高端加工，都对振动噪声有较高的要求
,
特别是对于潜艇和水面舰船，过高的振动噪声不仅增加了维护和检修成本，还降低了隐身性，致使其易于遭受攻击
,
为了降低电机系统的振动噪声，目前大多数研究集中于对电机本体设计进行优化，产生了优化极槽配合
、
斜槽和斜极
、
永磁体整形
、
改进电工磁性材料等诸多有效方法
。
然而，电机系统的振动问题构成复杂，仅在设计对电机本体进行优化并不能保证取得良好的减振效果：一方面，由于电机加工制造和装配的误差
、
转子运行中的磨损和变形等原因，不可避免地引入了转子偏心等问题，会造成机械振动；另一方面，在电机的驱动环节中，各类传感器受制造
、
装配等环节中的非理想因素影响，其反馈信号中会存在难以分辨与滤除的固有误差分量，使得定子电流中谐波分量增加，恶化振动情况
。
因此，采用软件控制策略对电机振动进行主动抑制具有重要的意义
。
[0003]谐波电流注入是工业界公认的一种可以有效抑制电机振动的方法，然而对于如何确定最优谐波电流的形式，目前还处于采用试探法的阶段，即在一定范围内遍历谐波电流的幅值与相位，通过观察电机的振动表现，确定最优的谐波电流，十分费时，所以目前还没有一种能够快速解算出最优谐波电流具体形式的方法
。

技术实现思路

[0004]基于上述目的，本专利技术提供了一种用于永磁同步电机的振动抑制谐波电流快速计算方法
。
[0005]一种用于永磁同步电机的振动抑制谐波电流快速计算方法，包括以下步骤：
[0006]步骤一：选定需要进行抑制的振动的频率，记录电机初始振动；
[0007]步骤二：向电机中注入初始谐波电流，记录电机振动数据，计算初始电流最优系数；
[0008]步骤三：向电机中注入正交谐波电流，记录电机振动数据，计算正交电流最优系数；
[0009]步骤四：计算振动抑制最优谐波电流；
[0010]步骤五：将确定的最优谐波电流注入电机，完成电机振动抑制
。
[0011]进一步的，所述步骤一中，所记录的电机初始振动为：选定电机上需要进行振动抑制的点，记为
p
x
，选定需要进行抑制的振动的频率，记为
ω
v
，测试并记录点
p
x
在
ω
v
频率处振动幅值的初始值，记为
V0；所述步骤二中，记录的振动数据为：注入正极性初始谐波电流
i
a_d+
,i
b_d+
,i
c_d+
后的振动幅值，记为
V
d+
；以及注入负极性初始谐波电流
i
a_d
‑
,i
b_d
‑
,i
c_d
‑
后的
幅值，记为
V
d
‑
。
[0012]进一步的，所述步骤二中，初始谐波电流的形式以及注入方式分别为：
[0013]其一：
[0014][0015][0016][0017]其二：
[0018][0019][0020][0021]其中，
i
a_d+
,i
b_d+
,i
c_d+
分别表示
a
相
、b
相
、c
相绕组的正极性初始谐波电流，
i
a_d
‑
,i
b_d
‑
,i
c_d
‑
分别表示
a
相
、b
相
、c
相绕组的负极性初始谐波电流，
I
m
表示初始谐波电流的幅值，
θ
h
表示初始谐波电流的初相角，
ω
h
表示初始谐波电流的角频率，
±
号表示可以统一选用
+
号，也可以统一选用
‑
号；
[0022]注入方式为，正极性初始谐波电流
i
a_d+
,i
b_d+
,i
c_d+
与负极性初始谐波电流
i
a_d
‑
,i
b_d
‑
,i
c_d
‑
各注入一次；
[0023]所述步骤二中，初始电流最优系数的计算方法为，利用数据
V0、V
d+
、V
d
‑
，借助正交几何关系计算：
[0024][0025]其中，
k
d
为初始电流最优系数
。
[0026]进一步的，所述步骤三中，正交谐波电流的形式以及注入方式分别为：
[0027]其一：
[0028][0029][0030][0031]其二：
[0032][0033][0034][0035]其中，
i
a_q+
,i
b_q+
,i
c_q+
分别表示
a
相
、b
相
、c
相绕组的正极性正交谐波电流，
i
a_q
‑
,i
b_q
‑
,i
c_q
‑
分别表示
a
相
、b
相
、c
相绕组的负极性正交谐波电流
。
[0036]注入方式为，正极性正交谐波电流
i
a_q+
,i
b_q+
,i
c_q+
，与负极性正交谐波电流
i
a_q
‑
,i
b_q
‑
,i
c_q
‑
各注入一次；
[0037]所述步骤三中，记录的振动数据为：
[0038]注入正极性正交谐波电流
i
a_q+
,i
b_q+
,i
c_q+
后的振动幅值，记为
V
q+
；以及注入负极性正交谐波电流
i
a_q
‑
,i
b_q
‑
,i
c_q
‑
后的幅值，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于永磁同步电机的振动抑制谐波电流快速计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：选定需要进行抑制的振动的频率，记录电机初始振动；步骤二：向电机中注入初始谐波电流，记录电机振动数据，计算初始电流最优系数；步骤三：向电机中注入正交谐波电流，记录电机振动数据，计算正交电流最优系数；步骤四：计算振动抑制最优谐波电流；步骤五：将确定的最优谐波电流注入电机，完成电机振动抑制
。2.
根据权利要求1所述的一种用于永磁同步电机的振动抑制谐波电流快速计算方法，其特征在于，所述步骤一中，所记录的电机初始振动为：选定电机上需要进行振动抑制的点，记为
p
x
，选定需要进行抑制的振动的频率，记为
ω
v
，测试并记录点
p
x
在
ω
v
频率处振动幅值的初始值，记为
V0；所述步骤二中，记录的振动数据为：注入正极性初始谐波电流
i
a_d+
，
i
b_d+
，
i
c_d+
后的振动幅值，记为
V
d+
；以及注入负极性初始谐波电流
i
a_d
‑
，
i
b_d
‑
，
i
c_d
‑
后的幅值，记为
V
d
‑
。3.
根据权利要求1所述的一种用于永磁同步电机的振动抑制谐波电流快速计算方法，其特征在于，所述步骤二中，初始谐波电流的形式以及注入方式分别为：其一：其一：其一：其二：其二：其二：其中，
i
a_d+
，
i
b_d+
，
i
c_d+
分别表示
a
相
、b
相
、c
相绕组的正极性初始谐波电流，
i
a_d
‑
，
i
b_d
‑
，
i
c_d
‑
分别表示
a
相
、b
相
、c
相绕组的负极性初始谐波电流，
I
m
表示初始谐波电流的幅值，
θ
h
表示初始谐波电流的初相角，
ω
h
表示初始谐波电流的角频率，
±
号表示可以统一选用
+
号，也可以统一选用
‑
号；注入方式为，正极性初始谐波电流
i
a_d+
，
i
b_d+
，
i
c_d+
与负极性初始谐波电流
i
a_d
‑
，
i
b_d
‑
，
i
c_d
‑
各注入一次；所述步骤二中，初始电流最优系数的计算方法为，利用数据
V0、V
d+
、V
d
‑
，借助正交几何关系计算：
其中，
k
d
为初始电流最优系数
。4.
根据权利要求3所述的一种用于永磁同步电机的振动抑制谐波电流快速计算方法，其特征在于，所述步骤三中，正交谐波电流的形式以及注入方式分别为：其一：其一：其一：其二：其二：其二：其中，
i
a_q+
，
i
b_q+
，
i
c_q+
分别表示
a
相

【专利技术属性】
技术研发人员：刘自程，王鹏业，蒋栋，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：