【技术实现步骤摘要】
一种永磁同步电机电流谐波抑制方法及系统
[0001]本专利技术涉及电机
，尤其涉及一种永磁同步电机电流谐波抑制方法及系统
。
技术介绍
[0002]永磁同步电机是一种使用永磁体产生恒定磁场的电机，其转子磁场和定子磁场以相同的速度旋转，是一种高效
、
高性能的电机类型
。
随着电机制造及控制技术的发展，永磁同步电机凭借其结构简单
、
高效节能
、
运行可靠等优点，在国民经济
、
日常生活以及国防安全的各个领域中得到了广泛应用
。
但由于反电动势波形非正弦
、
逆变器非线性等因素导致永磁同步电机电枢电流中产生大量谐波
。
[0003]永磁同步电机电流谐波的抑制是现代电机控制研究领域亟需解决的重要问题
。
电流谐波一方面导致电机的电磁转矩波动
、
控制性能下降，影响电机控制精度；另一方面，电流谐波还引起电机温升升高
、
振动噪声增加等问题，使电机效率下降
、
使用寿命缩短
。
但现有的电流谐波抑制算法普遍存在难以对多频次谐波同时抑制
、
参数整定过于复杂等问题
。
技术实现思路
[0004]针对上述现有技术的不足，本专利技术提供一种永磁同步电机电流谐波抑制方法及系统，以解决永磁同步电机电流谐波抑制中多频次谐波抑制困难及参数整定过于复杂的问题
。
[0...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种永磁同步电机电流谐波抑制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1获取永磁同步电机的三相电流
i
a
、i
b
、i
c
、
参考电流的幅值
i
s*
和电角速度
ω
e
；步骤2对获取的三相电流
i
a
、i
b
、i
c
进行坐标变换得到直轴电流
i
d
和交轴电流
i
q
；步骤3利用电流分配律将参考电流的幅值
i
s*
分为直轴电流参考值
i
d*
和交轴电流参考值
i
q*
；步骤4根据直轴电流参考值
i
d*
、
交轴电流参考值
i
q*
、
直轴电流
i
d
和交轴电流
i
q
，计算得到直轴的补偿电流信号
Δ
i
d
和交轴的补偿电流信号
Δ
i
q
；步骤5将直轴的补偿电流信号
Δ
i
d
与交轴的补偿电流信号
Δ
i
q
转化为电压，得到直轴的输出电压信号
u
d0
和交轴的输出电压信号
u
q0
；步骤6利用电角速度谐波提取策略对永磁同步电机的电角速度
ω
e
进行谐波提取，获得电角速度的交流分量
ω
eac
；利用电流谐波提取策略对永磁同步电机的三相电流
i
a
、i
b
、i
c
进行谐波提取，得到直轴电流的交流分量
i
dac
、
交轴电流的交流分量
i
qac
、
直轴电流的直流分量
i
ddc
、
交轴电流的直流分量
i
qdc
；步骤7根据直轴电流的交流分量
i
dac
、
交轴电流的交流分量
i
qac
、
直轴电流的直流分量
i
ddc
、
交轴电流的直流分量
i
qdc
和电角速度交流分量
ω
eac
，计算直轴的补偿电压信号
Δ
u
d
和交轴的补偿电压信号
Δ
u
q
；步骤8根据直轴的补偿电压信号
Δ
u
d
、
直轴的输出电压信号
u
d0
、
交轴补偿电压
Δ
u
q
、
交轴的输出电压信号
u
q0
，计算得到直轴的总电压信号
u
d1
和交轴的总电压信号
u
q1
；步骤9根据直轴的总电压信号
u
d1
、
交轴的总电压信号
u
q1
，调制生成
PWM
信号控制逆变器，进而产生电机三相电流
i
a
、i
b
、i
c
，驱动永磁同步电机工作，完成了永磁同步电机的谐波抑制
。2.
根据权利要求1所述的一种永磁同步电机电流谐波抑制方法，其特征在于，步骤5中所述电角速度谐波提取策略为：首先利用低通滤波器对电角速度
ω
e
进行滤波，得到电角速度的直流分量
ω
edc
，再将电角速度
ω
e
与电角速度的直流分量
ω
edc
作差，得到电角速度交流分量
ω
eac
。3.
根据权利要求1所述的一种永磁同步电机电流谐波抑制方法，其特征在于，步骤5中所述电流谐波提取策略为：首先利用陷波滤波器进行电流谐波提取，提取出三相电流的谐波分量
i
an
、i
bn
、i
cn
；再对得到的三相电流的谐波分量
i
an
、i
bn
、i
cn
进行坐标变换得到直轴电流的交流分量
i
dac
、
交轴电流的交流分量
i
qac
；最后将直轴电流
i
d
与直轴电流的交流分量
i
dac
作差得到直轴电流的直流分量
i
ddc
，将交轴电流
i
q
与交轴电流的交流分量
i
qac
作差得到交轴电流的直流分量
i
qdc
。4.
根据权利要求1所述的一种永磁同步电机电流谐波抑制方法，其特征在于，步骤7中所述直轴的补偿电压信号
Δ
u
d
和交轴的补偿电压信号
Δ
u
q
计算公式为：其中，
Δ
u
d
为直轴的补偿电压信号；
Δ
u
q
为交轴的补偿电压信号；
i
dac
为直轴电流的交流分量；
i
qac
为交轴电流的交流分量；
i
ddc
为直轴电流的直流分量；
i
qdc
为交轴电流的直流分量；
ω
eac
为电角速度交流分量；
ω
e
为电角速度；
L
d
、L
q
分别为直轴电感
、
交轴电感；
R
s
为定子电阻；
ψ
f
为永磁体磁链；
T
s
为电流环的采样周期
。5.
一种永磁同步电机电流谐波抑制系统，其特征在于，包括：电流环单元，用于接收通过转速调节器获取的参考电流的幅值
i
s*
；接收通过电流传感器采集的逆变器
‑
电机单元发送的三相电流
i
a
、i
b
、i
c
；接收逆变器
‑
电机单元发送的转子电角度
θ
；接收谐波电流环单元发送的直轴的补偿电压信号
Δ
u
d
和交轴的补偿电压信号
Δ
u
q
；对接收的信号进行处理后产生
PWM
信号并将
PWM
信号发送给逆变器
‑
电机单元；逆变器
‑
电机单元，用于接收电流环单元发送的
PWM
信号；产生三相电流
i
a
、i
b
、i
c
并将三相电流
i
a
、i
b
、i
c
发送给电流环单元和谐波电流环单元；计算电流频率
f
i
、
电角速度
ω
e
与转子电角度
θ
并一同发送给谐波电流环单元；计算转子电角度
θ
并将转子电角度
θ
发送给电流环单元；谐波电流环单元，用于接收逆变器
‑
电机单元发送的三相电流
i
a
、i
b
、i
c
、
电流频率
f
i
、
电角速度
ω
e
和转子电角度
θ
；对接收的信号进行处理后产生直轴的补偿电压信号
Δ
u
d
和交轴的补偿电压信号
Δ
u
q
并发送至电流环单元
。6.
根据权利要求5所述的一种永磁同步电机电流谐波抑制系统，其特征在于，电流环单元进一步包括：电流分配律单元，用于接收通过转速调节器获取的参考电流的幅值
i
s*
；通过电流分配律将参考电流的幅值
i
s*
分为直轴电流参考值
i
d*
和交轴电流参考值
i
q*
；将直轴电流参考值
i
d*
和交轴电流参考值
i
q*
发送给第一电流求差单元；第一坐标变换单元，用于接收通过电流传感器采集的逆变器发送的三相电流
i
a
、i
b
、i
c
；接收
PMSM
编码器发送的转子电角度
θ
；根据转子电角度
θ
对三相电流
i
a
、i
b
、i
c
进行坐标变换，得到直轴电流
i
d
和交轴电流
i
q
；将直轴电流
i
d
和交轴电流
i
q
发送给第一电流求差单元；将直轴电流
i
d
和交轴电流
i
q
分别发送给第二电流求差单元和第三电流求差单元；第一电流求差单元，用于接收电流分配律单元发送的直轴电流参考值
i
d
*
和交轴电流参考值
i
q*
；接收第一坐标变换单元发送的直轴电流
i
d
和交轴电流
i
q
；将直轴电流参考值
i
d
*
和直轴电流
i
d
相减得到直轴的补偿电流信号
Δ
i
d
；将交轴电流参考值
i
q*
和交轴电流
i<...
【专利技术属性】
技术研发人员：董婷，赵桂林，张博，姚郡丰，邱爱娇，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：
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