[发明专利]一种抑制电动机谐波的电机控制器及谐波抑制方法

权利要求书

1.一种抑制电动机谐波的电机控制器，包括信号发生单元、驱动电路、检测单元、供电单元和功率变换单元，信号发生单元的输出端通过驱动电路连接功率变换单元，功率变换单元的输出端连接电机，所述检测单元的输入端连接功率变换单元的输出端，检测单元的输出端连接信号发生单元，其特征在于：所述信号发生单元包括三角波发生器、高通滤波器、比较器和电机控制芯片，功率变换单元包括功率变换器，三角波发生器的输出端连接比较器，电机控制芯片D/A接口连接比较器，比较器的输出端连接驱动电路，驱动电路的输出端连接功率变换器，功率变换器的输出端为抑制电动机谐波的电机控制器的输出端；所述检测单元包括电流检测电路和信号调理电路，电流检测电路的输入端连接功率变换器的输出端，电流检测电路的输出端连接信号调理电路，信号调理电路的输出端连接电机控制芯片的A/D接口，A/D变换后可以计算得到抑制电机谐波电流的各次电压实时值。

2.根据权利要求1所述一种抑制电动机谐波的电机控制器，其特征在于：三角波发生器输出的载波与控制负载电压信号经数字化计算后由控制芯片D/A端连接的高通滤波器输出同比较器比较，输出功率器件的精确SPWM驱动信号，使得功率变换器输出基波电压波形畸变率有效降低。

3.基于权利要求1所述一种抑制电动机谐波的电机控制器的谐波抑制方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、利用检测单元检测电机电流，确定控制电机所需的频率和电压值幅值、各次谐波电流值和相位，确定各次谐波电压的实时值，通过开关频率确定抑制定子齿谐波次数；具体为：

电机控制芯片实现控制电机电压的调制信号，其中x表示控制器输出三相电压ABC，，由电机状态确定的三相电压调制信号的实时值经电机控制芯片的D/A输出，并由高通滤波器转换为交流模拟调制信号；

检测单元实现电机电流检测，其中x表示电机三相电流ABC，由信号调理电路变换使得电机电流检测信号与DSP控制芯片的A/D信号匹配；

根据电机转速闭环和电流控制闭环设定，由数字化的电压信号和数字化的电流信号计算控制器基波电压幅值、频率和相位；

对数字化的电流信号进行FFT运算得到电机各次谐波电流分量组成和各次谐波电流幅值大小及相位值，谐波电压值由计算，其中负号为抑制谐波电流电压值，为谐波电流值，为谐波阻抗，下角标代表谐波次数，由此确定抑制各次谐波电流的各次谐波电压大小将各次谐波电压值相加，再与数字化控制电机电压信号相加得到控制电机电压的复合信号，由电机控制芯片的D/A接口输出；

此信号为直流信号，经高通滤波器转换为交流信号；

步骤二、将步骤一所述各次谐波电压的实时值与电机控制芯片产生的控制电机电压信号相加得到复合电压信号；

步骤三、将所述复合电压信号与三角波发生器产生的三角波比较，得出电机控制所需的电压和频率以及抑制电机谐波电流的功率器件驱动信号；

所述功率器件驱动信号为PWM信号，由电机转速闭环和电流闭环控制功率变换器输出电压的频率、相位和幅值，由电机电流谐波分析功能闭环调节包含了各次谐波电压幅值和相位的信号的大小以抑制电网各次谐波电流，可以抑制电机3次及3的倍数次谐波磁势产生3次及3的倍数次谐波电势和其它阶次的谐波电势。