【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电机控制，特别涉及一种电动车永磁同步电机电压谐波注入的方法。
技术介绍
1、在永磁同步电机稳态运行中，功率器件存在死区效应以及导通压降等原因引起三相电流产生大量低次谐波称为时间谐波，电机齿槽不对称、铁心磁饱等因素引起气隙磁场畸变称为空间谐波。这两类谐波均会导致相电流发生畸变，造成输出扭矩平滑度下降，对系统性能产生负面影响，增大对定子绕组和铁芯的损耗。
2、永磁同步电机控制系统由于电机本体反电势含高次谐波或三相负载不平衡，或逆变器功率器件存在死区效应和导通压降等非线性因素，不可避免地引入6k±1次谐波，其中k为自然数。为了消除高频率阶次噪声的影响，往往需要引入谐波注入等软件控制方法。但是在传统的谐波注入方法中，大多使用电流注入法，通过多旋转坐标系结合低通滤波器来提取阶次噪声，再通过pi或谐振控制器计算谐波抑制补偿电压，这样做的弊端在于需要对芯片硬件资源有较高要求，多引入至少2套坐标变换clark-park、lpf和电流pi等环节，造成cpu负载率很大的压力；并且因为受限于载波频率的影响，电流带宽有限，对于引入高频电流需要进行闭环控制，往往施加的谐波电流达不到预期给定电流，所以实际的谐波注入效果不是很理想。
技术实现思路
1、本专利技术提出一种电压谐波注入法，直接补偿交直轴电压给定量，对主芯片计算速度等硬件性能要求低，不受载频高低影响，可扩大谐波注入的转速范围，且方法易实施，实测控制效果好。
2、本申请解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种电动
3、s1：利用nvh设备采集车辆在不同转速、转矩下的噪音和振动量数据，筛选出噪音和振动量较大时的转速和转矩的工作区域，用于对汽车电桥总成nvh进行标定；
4、s2：根据s1中筛选出噪音和振动量较大时的转速和转矩工作区域来设计谐波电压注入需要标定的数据点；从5次谐波电压开始测试，在0～2π范围内以固定间隔扫描寻点注入，在线观测设定阶次频率或噪声值的变化，确定谐波注入电压的相位角后，增大谐波注入电压幅值，直到噪声或振动量变大时停止；随后测试7次谐波电压，在扫描完全部需要谐波注入的转速、转矩范围后，将5次和7次谐波注入电压的幅值和相位角信息记录到二维程序表格中；
5、s3：根据s2标定的二维程序表格记录的数据，计算得到带5次和7次谐波的d轴总电压ud和q轴总电压uq；
6、s4：实际工作时，在确定需要改善的转速、转矩范围后，通过s2所述二维程序表格反查出需要补偿的谐波注入电压幅值和相位以此来改善电桥总成的nvh表现。
7、进一步地，步骤s3所述d轴总电压ud和q轴总电压uq推导过程如下：
8、带5、7次谐波的三相电压在abc坐标系下有如下方程：
9、ua＝u1 sin(ωt+θ1)+u5 sin(-5ωt+θ5)+u7 sin(7ωt+θ7)
10、ub＝u1 sin(ωt+θ1-2/3π)+u5 sin(-5ωt+θ5-2/3π)+u7 sin(7ωt+θ7-2/3π)
11、uc＝u1 sin(ωt+θ1+2/3π)+u5 sin(-5ωt+θ5+2/3π)+u7 sin(7ωt+θ7+2/3π)
12、其中，u1、u5和u7分别是基波电压幅值、5次谐波电压幅值和7次谐波电压幅值，θ1、θ5和θ7分别是基波电压初始相角、5次谐波电压初始相角和7次谐波电压的初始相角。
13、进一步地，将5次负序谐波电压视为正序谐波电压，通过调整相序关系得到如下等价方程：
14、ua＝u1 sin(ωt+θ1)+u5 sin(5ωt+θ5)+u7 sin(7ωt+θ7)
15、ub＝u1 sin(ωt+θ1-2/3π)+u5 sin(5ωt+θ5+2/3π)+u7 sin(7ωt+θ7-2/3π)
16、uc＝u1 sin(ωt+θ1+2/3π)+u5 sin(5ωt+θ5-2/3π)+u7 sin(7ωt+θ7+2/3π)
17、进一步地，为了便于控制，对坐标系进行abc-dq坐标变换，得到动态坐标系下的等价电压方程，步骤s3所述d轴总电压ud和q轴总电压uq计算公式为：
18、ud＝ud1+u5 sin(6ωt+θ5)+u7 sin(6ωt+θ7) (1)
19、uq＝uq1+u5 cos(6ωt+θ5)-u7cos(6ωt+θ7) (2)
20、其中，u5和u7分别是5次谐波电压幅值和7次谐波电压幅值，θ5和θ7分别是5次谐波电压初始相角和7次谐波电压的初始相角，ω为电机转子旋转的电角速度，ud1和uq1分别是d轴基波电压和q轴基波电压。
21、进一步地，步骤s2所述标定程序表格谐波注入电压时要在同一转速和转矩下更改相位和幅值，以锁定最优谐波电压标定值。
22、进一步地，步骤s2中设定阶次频率的推导公式为，将电机转速对应的频率叫做基频，即1阶，基频的n倍噪声称n阶噪声；当电机转速确定后在线观测的阶次频率，即阶次频率可按以下公式推导：
23、f＝n/10*p (3)
24、其中，f为需要在线观测的阶次频率；n是电机机械转速，单位rpm；p是电机极对数。
25、进一步地，步骤s1将nvh设备的传感器布置在被测动力总成的x、y、z方向上，记录不同转速、转矩下切向力方向上的设定阶次的振动量或噪声值。
26、本专利技术的有益效果是：
27、(1)电压谐波注入采用电压直接注入法，省去谐波电流提取，坐标变换、滤波和电流pi等诸多数据计算过程，对矢量控制算法改造影响最小，采用离线辨识的方法，节省了宝贵的cpu执行时间，对主控芯片的主频硬件属性要求低，应用范围更宽；
28、(2)电压谐波注入法没有谐波电流pi环节，没有高频电流控制环节，所以不受限于载频高低影响，谐波注入可用范围比电流注入法的带宽更大一些；
29、(3)电压谐波标定方法易实施，改善噪声效果好，与未谐波注入前，普遍可降低5～10db的噪声。
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1.一种电动车永磁同步电机电压谐波注入的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的电动车永磁同步电机电压谐波注入的方法，其特征在于：步骤S3所述d轴总电压ud和q轴总电压uq计算公式为：
3.根据权利要求1所述的电动车永磁同步电机电压谐波注入的方法，其特征在于：步骤S2所述标定程序表格谐波注入电压时要在同一转速和转矩下更改相位和幅值，以锁定最优谐波电压标定值。
4.根据权利要求1所述的电动车永磁同步电机电压谐波注入的方法，其特征在于：步骤S2中设定阶次频率的推导公式为，将电机转速对应的频率叫做基频，即1阶，基频的n倍噪声称N阶噪声；当电机转速确定后在线观测的阶次频率，即阶次频率可按以下公式推导：
5.根据权利要求1-5任一项所述的电动车永磁同步电机电压谐波注入的方法，其特征在于：步骤S1将NVH设备的传感器布置在被测动力总成的X、Y、Z方向上，记录不同转速、转矩下切向力方向上的设定阶次的振动量或噪声值。
【技术特征摘要】
1.一种电动车永磁同步电机电压谐波注入的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的电动车永磁同步电机电压谐波注入的方法，其特征在于：步骤s3所述d轴总电压ud和q轴总电压uq计算公式为：
3.根据权利要求1所述的电动车永磁同步电机电压谐波注入的方法，其特征在于：步骤s2所述标定程序表格谐波注入电压时要在同一转速和转矩下更改相位和幅值，以锁定最优谐波电压标定值。
4.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：王文峰，徐佳伟，曹冠晖，
申请(专利权)人：浙江奥思伟尔电动科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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