[发明专利]交流电机电压源逆变器干扰特性自学习方法

说明书

本发明公开了一种交流电机电压源逆变器干扰特性自学习方法，属于电机控制领域，在无逆变器干扰补偿情况下起动电机至稳态运行；采用逆变器干扰观测器获取d‑q轴的逆变器干扰；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；利用傅里叶变换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；叠加重构的谐波获取完整的逆变器干扰特性。该方法为无需人工标定的自动获取交流电机逆变器干扰特性的通用方法，通过逆变器干扰观测器来估计并重构逆变器干扰特性，实现无人工干预，无额外硬件条件下精确地逆变器干扰特性获取，有效提升产品开发自动化水平。

技术领域

本发明属于电机控制领域，具体地，涉及一种交流电机电压源逆变器干扰特性自学习方法。

背景技术

目前，全球近2/3的电能消耗于电机，其中90％以上为交流电机。面向“碳达峰”和“碳中和”的目标，更大规模的交流电机将应用于各个生产生活领域，而智能高性能的交流电机控制是必不可少的。

交流电机控制中普遍采用的电压型逆变器电路中，器件存在的非线性和寄生参数，上下桥臂存在互锁时间等因素，一般统称为逆变器干扰，这些干扰将影响正常逆变器电压的输出，引起电流畸变、扭矩波动并可能导致额外的杂散损耗，影响电机性能。高性能电机控制必须根据逆变器干扰的特性，进行相应的补偿。逆变器干扰补偿一般采用离线标定的方法，这种方法不但需要额外的测量硬件，而且需要人工干预，浪费了大量时间，影响了电机系统产品的开发进度。如：中国专利文献中公开了“一种永磁同步电机低转速死区力矩补偿方法”，详见公布号CN112398394A，利用逆变器干扰补偿改善电机在低速轻载区的性能表现，但补偿所需的干扰特性需要大量的离线实验；中国专利文献中公开的“逆变器的死区补偿方法和装置”，详见公告号CN111342695B，提出了在线实时测量逆变器死区特性并进行补偿的方法，但需要额外硬件才可能实现逆变器死区的实时测量，其显著提升的成本限制了这种方法的实际应用；中国专利文献中公开的“逆变器的补偿方法、装置以及电器设备、存储介质”，详见公开号CN112701941A，该方案中提出了一种利用同步旋转d-q坐标系中的电压指令和电流反馈在线估算并补偿逆变器干扰的方法，这种方法虽然可以省去离线标定的步骤，但因为d-q轴变量缺少3的整数倍次谐波信息，所以这一方法无法获取完整的逆变器干扰特性，必须结合该专利中提出的d-q轴的补偿方法才能应用；这严重影响了这种逆变器干扰估算方法的通用性，很多更高性能的补偿算法无法使用。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供了一种交流电机电压源逆变器干扰特性自学习方法，其为无需人工标定的自动获取交流电机逆变器干扰特性的通用方法，通过逆变器干扰观测器来估计并重构逆变器干扰特性，实现无人工干预，无额外硬件条件下精确地逆变器干扰特性获取，有效提升产品开发自动化水平。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：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。

进一步，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；