【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电机驱动与控制领域，特别涉及直流偏置型游标磁阻电机(dcvrm)的控制，提供了一种使用自适应陷波滤波器的谐波电流注入方法和系统。
技术介绍
1、永磁同步电机(permanentmagnet synchronous machine，pmsm)具有转矩密度大、效率高、功率因数高等优点，已经被广泛应用于轨道交通、工业机器人、电动汽车等领域。但是，由于pmsm使用了永磁体材料，在绕组短路或高温环境下存在退磁甚至是失磁的风险，这限制了pmsm的进一步推广应用。开关磁阻电机(switched reluctance machine，srm)是一种非永磁电机，具有结构简单、可靠性高、调速范围宽的优点，能够在高温高速等恶劣的环境中稳定运行。但是，srm存在振动噪声较大、转矩脉动大的问题。针对上述缺点，有学者设计出了直流偏置型游标磁阻电机(dc biased vernier reluctance machine，dcvrm)。然而，较低的转矩密度仍是限制dcvrm广泛应用的主要问题。
2、从电机控制策略角度出发，许多学者对磁阻电机转矩密度提升进行了研究。有研究发现，当磁阻电机绕组中同时存在直流、一次、二次谐波电流且电流的幅值与相位关系符合一定要求时，磁阻电机的转矩密度能够得到较大提升。为了实现绕组中二次谐波电流的控制，需要提取电机反馈电流中的谐波信息并进行控制。
3、目前，谐波电流主动注入控制策略主要采用三种方法。第一种是直接采用pi调节器进行谐波电流的调节，该方法首先需要将电机的三相电流反馈信号ia，ib，i
4、然而，由于pi调节器带宽有限，不能对交流信号实现无差调节，因此直接采用pi调节器不能对一次和二次谐波电流进行精确的调节，难以保证幅值与相位符合理论情况，甚至会对磁阻电机转矩密度的提升起到副作用。谐振调节器能够对特定频率的电流信号实现无差的调节，可以保证电流幅值与相位的精度。但是随着电机转速的改变，谐波电流的频率也随之改变，这将影响到谐波电流控制的精度；其次，该方法参数设计较为复杂。在多同步旋转框架下，谐波误差信号被转换为直流信号，因此使用pi调节器便可以精确控制，但是该方法需要占用大量的计算时间，恶化了策略的控制性能；同时该方法使用了较多的低通滤波器，动态性能较差。综上，现有的三种控制策略均存在进一步改进的空间。
技术实现思路
1、本专利技术实施例的目的在于提供一种使用自适应陷波滤波器的谐波电流注入方法和系统，使用自适应陷波滤波器(adaptive notch filter，anf)动态地提取d轴、q轴上电流的直流、三次谐波分量，提取精度高，速度快，提取得到的静态信号与给定值作比较得到静态的谐波误差信号，然后使用pi调节器进行精确的调节；由于自适应陷波滤波器优异的性能，能够对交变的谐波电流实现无静差调节，且在电机转速变化与负载变化时也可以对谐波电流的幅值与相位进行精确的控制，动态性能较好，参数设计简单。
2、本专利技术实施例是这样实现的，一种使用自适应陷波滤波器的谐波电流注入方法，所述方法包括：
3、获取目标电机的转速误差并对所述转速误差进行调节，得到基频电流的幅值参考值；
4、依据所述基频电流的幅值参考值对三相电流中各波次电流进行分配，得到同步旋转坐标系下d轴电流的直流分量与三次谐波分量的幅值参考值、q轴电流的直流分量与三次谐波分量的幅值参考值；
5、通过自适应陷波滤波器提取目标电机的d轴电流反馈值、q轴电流反馈值，以确定电流误差；并对所述电流误差进行调节，得到调节电压矢量；
6、根据所述调节电压矢量确定开绕组逆变器的驱动信号，开绕组逆变器的两组逆变器使用同一个直流电源驱动目标电机的运行，实现谐波电流的注入。
7、本专利技术实施例提供的一种使用自适应陷波滤波器的谐波电流注入系统，所述系统包括：参数监测模块、电流幅值分配模块、电流调节模块、空间矢量调制模块；
8、所述参数监测模块，用于获取目标电机的转速误差并对所述转速误差进行调节，得到基频电流的幅值参考值；
9、所述电流幅值分配模块，能够依据所述基频电流的幅值参考值对三相电流中各波次电流进行分配，得到同步旋转坐标系下d轴电流的直流分量与三次谐波分量的幅值参考值、q轴电流的直流分量与三次谐波分量的幅值参考值；
10、所述电流调节模块，能够通过自适应陷波滤波器提取目标电机的d轴电流反馈值、q轴电流反馈值，以确定电流误差；并对所述电流误差进行调节，得到调节电压矢量；
11、所述空间矢量调制模块，能够根据所述调节电压矢量确定开绕组逆变器的驱动信号，开绕组逆变器的两组逆变器使用同一个直流电源驱动目标电机的运行，实现谐波电流的注入。
12、本专利技术实施例提供的一种使用自适应陷波滤波器的谐波电流注入方法，采用自适应陷波滤波器(adaptive notch filter，anf)对电机d轴电流、q轴电流中的谐波信号进行快速准确地提取，接着将谐波信号与给定值进行比较作差，最后使用pi调节器对误差进行无差调节，实现对直流偏置型游标磁阻电机谐波电流的精确控制，有效地保证了在较宽速域的谐波电流控制精度。
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1.一种使用自适应陷波滤波器的谐波电流注入方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述基频电流的幅值参考值对三相电流中各波次电流进行分配的步骤，具体包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将相电流ia、ib、ic变换为id、iq、i0；id、iq、i0分别表示d轴电流反馈值、q轴电流反馈值、0轴电流反馈值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通过自适应陷波滤波器获取目标电机的d轴电流反馈值、q轴电流反馈值，以确定电流误差；并对所述电流误差进行调节，得到调节电压矢量的步骤，具体包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述调节电压矢量确定开绕组逆变器的驱动信号的步骤，具体包括：
7.一种使用自适应陷波滤波器的谐波电流注入系统，用于如权利要求1-6任一所述的方法，其特征在于，所述系统包括：参数监测模块、电流幅值分配模块、电流调节模块、空间矢量调制模块
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述参数监测模块包括速度环PI调节器和速度传感器；
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述电流调节模块包括D轴电流调节器、Q轴电流调节器、0轴电流调节器，所述D轴电流调节器、Q轴电流调节器均包括自适应陷波滤波器、PI调节器。
...【技术特征摘要】
1.一种使用自适应陷波滤波器的谐波电流注入方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述基频电流的幅值参考值对三相电流中各波次电流进行分配的步骤，具体包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将相电流ia、ib、ic变换为id、iq、i0；id、iq、i0分别表示d轴电流反馈值、q轴电流反馈值、0轴电流反馈值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通过自适应陷波滤波器获取目标电机的d轴电流反馈值、q轴电流反馈值，以确定电流误差；并对所述电流误差进行调节...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵吉文，张翔，于子翔，盘真保，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：
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