[发明专利]交流电机电压源逆变器干扰特性自学习方法

权利要求书

1.交流电机电压源逆变器干扰特性自学习方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤S1：在无逆变器干扰补偿情况下，起动电机至稳态运行；

步骤S2：采用逆变器干扰观测器获取d-q轴的逆变器干扰；

步骤S3：将d-q轴的逆变器干扰利用派克变换转换到ABC三相静止坐标系下的逆变器干扰；

步骤S4：利用傅里叶变换将步骤S3得到的ABC三相静止坐标系下的逆变器干扰变换到频域上，从频域上重构经ABC三相转换获取的逆变器干扰中缺失的3次及3的奇整数倍次谐波；

步骤S5：叠加重构的谐波获取完整的逆变器干扰特性；

所述步骤S2中采用逆变器干扰观测器获取d-q轴的逆变器干扰的过程如下：

1)在被测电机之前配置调节器，调节器与被测电机串联，形成逆变器干扰观测器；

2)采集被测电机电流，并转换至同步旋转d-q坐标系下获得电流i_dq，i_d表示d轴电流，i_q表示q轴电流；

3)获取调节器的输出电压其中表示d轴调节器的输出电压，表示q轴调节器的输出电压；

4)利用电机的等效电机模型计算出观测电流其中表示d轴观测电流，表示q轴观测电流；

具体电机模型的数学形式为：

其中，表示d轴上电机模型的输入电压、表示q轴上电机模型的输入电压、R为定子电阻、表示d轴观测电流、表示q轴观测电流、L_d表示d轴上的自感、L_q表示q轴上的自感、w为电机的转速和λ_f为永磁体磁链；

电机模型的输入为：

其中，为同步旋转d-q坐标系下的指令电压；为调节器的输出电压；

电机模型的输出为观测电流为电机模型在指令电压下输出的期望电流；

5)通过调节器校正采集到的电流i_dq和观测电流值之间的误差值，使所述电流误差值逐渐接近于零，当接近于零时，即为逆变器干扰电压；

步骤S3中，将d-q轴的逆变器干扰利用派克变换转换到ABC三相静止坐标系下的逆变器干扰的过程如下：

将d-q轴逆变器干扰电压利用派克变换转换到ABC三相静止坐标系下干扰电压

其中，θ为派克变换中同步旋转d-q坐标系的位置角度；

所述步骤S4中，利用傅里叶变换将步骤S3得到的ABC三相静止坐标系下的逆变器干扰变换到频域上，从频域上重构经ABC三相转换获取的逆变器干扰中缺失的3次及3的奇整数倍次谐波的过程如下：

对ABC三相静止坐标系下三相的干扰电压分别进行傅里叶变换可得傅里叶系数如下式：

其中：t₀为初始相位，a_i和b_i为对应的傅里叶变换的系数，T为静止坐标系下的干扰电压周期，t为时间，ω为电机转速，A为干扰电压的幅值，i表示傅里叶级数阶次；

利用下式重新计算3次及3的奇整数倍次谐波的傅里叶系数：

i表示傅里叶级数阶次，a_i-2和b_i-2为i-2阶谐波对应的常系数,a_i+2和b_i+2为i+2阶谐波对应的常系数，和为重构后的i阶谐波的常系数；

所述步骤S5中叠加重构的谐波获取完整的逆变器干扰特性过程如下：

将得到的逆变器干扰电压上叠加重构的3次及3的奇整数倍次谐波，获取完整的静止坐标系下的逆变器电压

其中，n_max是重构的3N阶谐波的最大阶数，N＝1，3，5…；i表示傅里叶级数，w为电机转速，t为时间。