[发明专利]一种电机反电动势谐波抑制方法、装置、设备及介质

说明书

本发明公开了一种电机反电动势谐波抑制方法、装置、设备及介质。该方法包括：获取同步电机的三相反电动势；对所述三相反电动势进行变换得到直轴反电动势和交轴反电动势；对所述交轴反电动势进行傅里叶变换，并提取所述交轴反电动势的各阶次谐波的幅值、频率及初始相位；根据所述交轴反电动势的各阶次谐波的幅值、频率及初始相位重构交轴电流的各阶次谐波；叠加所述交轴电流的各阶次谐波得到重构交轴电流；将所述重构交轴电流注入到所述交轴反电动势得到原始扭矩表征值。本方案实现了对电机反电动势谐波的抑制，谐波抑制效果较佳。

技术领域

本发明实施例涉及电机技术领域，尤其涉及一种电机反电动势谐波抑制方法、装置、设备及介质。

背景技术

永磁同步电动机具有结构紧凑、功率密度高、气隙磁通高以及转矩惯性比高等优点，广泛应用于电动汽车驱动系统中。电机输岀转矩平滑度是衡量这些系统性能的重要指标，而电机电流中的高次谐波是影响电机输出转矩平滑度的主要因素。造成电机电流谐波因素主要有两方面原因：第一个影响因素是电机本体，如齿槽效应、绕组分布形式、磁路磁饱和效应、转子磁极结构等引起的电机气隙磁场畸变；第二个因素是逆变器，如开关器件的死区时管压降等非线性特性。

针对影响电流低次谐波的两方面因素，国内外学者展开了电流谐波抑制的研究工作，以期改善电流波形的正弦度。1、从电机角度，通过改进和优化电机的本体结构主要有斜槽或斜极、永磁体形状优化、定子绕组类型和磁路优化等，目的是削弱反电动势的畸变，降低反电动势中的谐波含量；2、从系统控制策略角度，利用谐波补偿算法来抑制电流谐波，主要电流谐波抑制方法有：谐波电压补偿多旋转PI控制、比例谐振(PR)控制、复矢量PI(CVPI)控制、重复控制(RC)、迭代学习控制。多旋转PI控制器具有较好的谐波抑制效果，但需要多个PI控制器，参数整定较为困难。比例谐振控制器能够实现对正弦量的无静差跟踪，但其参数整定是一个难题。复矢量PI控制可有效的简化系统控制的复杂度，通过增加控制器的带宽提高系统的响应和稳定性，但同时也会使得增益衰减。重复控制源于控制理论中的内模原理，可以对给定频率的整数倍谐波进行抑制，但由于控制器中包含延时环节，在暂态过程中扰动信号频率是个变化量，调节速度较慢。而迭代学习控制方法实际上是利用转矩周期性偏差进行记忆来对电流给定值进行不算在线修正，从而实现对电流谐波的抑制，进而达到抑制转矩脉动的目的，但在实际电机控制系统中，电机转速时刻发生改变，通过迭代学习很难实现转速变化的情况下输出最优的误差补偿信号值，并且该方式通常需要获得较为精确的转矩信号，对控制器的成本要求较高。

发明内容

本发明提供一种电机反电动势谐波抑制方法、装置、设备及介质，以很好地实现对电机反电动势谐波抑制，实现方法简单实用，同时对控制器要求较低。

第一方面，本发明实施例提供了一种电机反电动势谐波抑制方法，该方法包括：

获取同步电机的三相反电动势；

对所述三相反电动势进行变换得到直轴反电动势和交轴反电动势；

对所述交轴反电动势进行傅里叶变换，并提取所述交轴反电动势的各阶次谐波的幅值、频率及初始相位；

根据所述交轴反电动势的各阶次谐波的幅值、频率及初始相位重构交轴电流的各阶次谐波；

叠加所述交轴电流的各阶次谐波得到重构交轴电流；

将所述重构交轴电流注入到所述交轴反电动势得到原始扭矩表征值。

可选的，所述交轴电流的各阶次谐波占比和所述交轴反电动势的各阶次谐波占比相同；

所述交轴电流的各阶次谐波的初始相位与所述交轴反电动势的初始相位相差180°；

所述交轴电流各阶次谐波的频率与所述交轴反电动势各阶次谐波的频率相同。

可选的，对所述三相反电动势进行变换得到直轴反电动势和交轴反电动势，包括：