[發明專利]一種內置式永磁同步電機電流諧波抑制方法

有效

• 申請號: 202110797655.6
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113507250B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 史婷娜;陳志偉;林治臣;王志強;閻彥;夏長亮
• 申請（專利權）人: 浙江大學先進電氣裝備創新中心;浙江大學
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14;H02P21/18;H02P21/22;H02P25/022;H02P29/50;H02P21/05;H02P27/12
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發明公開了一種內置式永磁同步電機電流諧波抑制方法。提取出電機的d、q電流中的6次電流諧波特征量；將6次電流諧波特征量分別通過PI控制器處理；對PI控制器輸出結果添加上前饋解耦項獲得6次電壓諧波特征量；對6次電壓諧波特征量進行電壓修正；將修正后的6次電壓諧波特征量轉換為6次電壓擾動的形式，注入到內置式永磁同步電機的控制中。本發明能夠實現電流諧波的抑制，以消除內置式永磁同步電機中的電流諧波。

技術領域

本發明涉及電機控制領域的一種電機控制方法，更具體的說，是涉及一種內置式永磁同步電機電流諧波抑制方法。

背景技術

內置式永磁同步電機(IPMSM)具有結構緊湊、功率密度高等優點，被廣泛應用于電動汽車驅動系統當中。理想情況下，電機的相電流應為標準的正弦波形。然而實際運行過程中，非理想因素會使電機的相電流中包含一定量的諧波，從而會引起額外的電機損耗。因此有效的抑制電流諧波，對保證IPMSM的穩態運行品質十分重要。

近年來有學者提出了基于多倍頻同步旋轉坐標變換(MSRFT)的電流諧波抑制策略，該策略以提取相電流中某一頻次的電流諧波特征量為目標。該策略由電流諧波特征量的提取和諧波電壓注入兩個部分組成。

而電壓諧波注入是電流諧波抑制方法的關鍵。目前的方法一般通常將提取得到的5、7次電流諧波特征量經過四個PI調節器來產生期望的6次電壓諧波，然后將其注入到控制系統當中。然而由于提取的5、7次電流諧波特征量相互耦合，因此PI調節器之間會相互影響。其次，5、7次電流諧波特征量與控制系統中的6次電壓擾動之間的數學關系尚不清晰。實際上除了電機本身永磁體磁鏈諧波和逆變器死區會帶來電壓擾動外，矢量控制系統中的電流調節器也會引入額外的電壓擾動，從而進一步影響電機電流諧波。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中的不足，提供一種內置式永磁同步電機電壓諧波注入方法，以實現電流諧波的抑制，以消除內置式永磁同步電機中的電流諧波。

如圖2所示，本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

本發明涉及內置式永磁同步電機、兩電平逆變器和控制器，內置式永磁同步電機和兩電平逆變器連接，內置式永磁同步電機和兩電平逆變器均和控制器連接。

本發明通過對推導內置式永磁同步電機電流環中，6次電流諧波特征量和6次電壓諧波特征量的關系，從而生成6次注入的6次電壓諧波進行控制，以消除內置式永磁同步電機中的電流諧波。

方法包括以下步驟：

1)提取出內置式永磁同步電機的d、q電流中的6次電流諧波特征量I_d6cosμ_d6、I_d6sinμ_d6、I_q6cosμ_q6和I_q6sinμ_q6；其中，I_d6cosμ_d6表示d軸電流中6次電流諧波余弦分量，I_d6sinμ_d6表示d軸電流中6次電流諧波正弦分量，I_q6cosμ_q6表示q軸電流中6次電流諧波余弦分量，I_q6sinμ_q6表示q軸電流中6次電流諧波正弦分量；

2)將步驟1)得到的6次電流諧波特征量分別通過PI控制器處理；

3)對步驟2)的PI控制器輸出結果添加上前饋解耦項獲得6次電壓諧波特征量；

4)對步驟3)得到的6次電壓諧波特征量進行電壓修正；

5)將修正后的6次電壓諧波特征量轉換為6次電壓擾動的形式，注入到內置式永磁同步電機的控制當中。具體是將生成的電壓諧波擾動加到內置式永磁同步電機的電流環中電流控制器的輸出上，進而生成PWM調制信號對內置式永磁同步電機進行反饋控制。