[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

说明书

一种抑制电动机谐波的电机控制器及谐波抑制方法，它涉及一种谐波抑制控制器及谐波抑制方法。本发明的目的是为了解决现有技术中的电机控制器以及谐波抑制方法存在不能精确抑制由定子绕组整距和定子齿引起的电动机各次谐波的问题。本发明的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。本发明产生的驱动信号更加精准。

技术领域

本发明涉及一种谐波抑制控制器及谐波抑制方法，具体涉及一种抑制电动机谐波的电机控制器及谐波抑制方法，属于电机控制技术领域。

背景技术

交流电机绕组的电势中，除了基波外还存在由主极磁场在空间的非正弦分布和定子表面开槽引起的谐波电势，谐波电势对电机的运行性能有很大的影响。电机绕组采用短距是为了降低绕组的谐波电势，同时也削弱了基波电势；全数字化电机控制输出的SPWM驱动信号采用近似算法导致控制器输出电压的谐波含量增加；虽然全数字化电机控制可以采用谐波注入法抑制控制器输出电压谐波和电机本身非线性产生的谐波电流，但是生成SPWM驱动信号的算法求解调制波与载波的交点为超越方程，难于实现精确计算，不能精确抑制各次谐波电流。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的电机控制器以及谐波抑制方法存在不能精确抑制由定子绕组整距和定子齿引起的电动机各次谐波的问题。

本发明的技术方案是：

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，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。

抑制电动机谐波的电机控制器包括供电单元，所述供电单元包括交流电源接口和整流电路，外部交流电源通过交流电源接口连接整流电路，整流电路的输出端连接功率变换器。

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。检测电机电流，经信号调理电路转换为可进行A/D转换的信号，电机控制芯片通过检测的电流信号得到复合电压信号后由电机控制芯片的D/A输出。

一种抑制电动机谐波的电机控制器的谐波抑制方法，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；

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。

电机控制芯片生成三相对称电压调制信号，其频率、相位和幅值根据电机运行状态确定得到的调制信号实时值由D/A接口输出模拟电压信号，再经高通滤波器得到交流调制信号与模拟载波信号直接比较输出精确SPWM信号，此驱动信号控制功率变换电路各相输出电压的谐波含量低。