[发明专利]一种电机谐波电流的抑制方法

说明书

本发明公开了一种电机谐波电流的抑制方法，属于电机控制领域。该方法包括获取在考虑6n‑1次谐波电流和6n+1次谐波电流时的电机的三相电流；对三相电流进行Park变换得到同步旋转轴下的电流；在一个6n次转子位置周期内，对在同步旋转轴下的电流分别取m个等间隔采样点，进行滑动平均滤波得到直流分量；根据直流分量获取补偿电压；对补偿电压IPark变换得到在abc坐标轴下补偿电压；将在abc坐标轴下补偿电压之和作为控制电压，根据控制电压控制电机的6n‑1次谐波电流和6n+1次谐波电流；解决了现有的电机控制方法无法完全消除高次谐波电流的问题，达到了消除电机的高次谐波电流，提升电机的运行性能的效果。

技术领域

本发明实施例涉及电机控制领域，特别涉及一种电机谐波电流的抑制方法。

背景技术

电力电子技术、微电子技术、数字控制技术以及现代控制理论的发展在很大程度上提升了交流电机的力矩、调速、伺服性能，并使交流电机被广泛应用于工农业生产、航空航天、国防和日常生活等各个领域中。由于空间谐波和时间谐波的存在，实际电机运行时电流中存在高次电流谐波，电流波形发生畸变，导致电机电磁转矩脉动，降低电机出力的平滑程度，影响电机伺服性能。

通常情况下，从两个层面，即电机设计层面和电机控制层面，来抑制电机谐波。从电机设计的层面，一般通过优化电机槽极配合、改变磁极形状、斜槽等方式来抑制谐波，但是这些方法往往耗时较长、成本较高，而且由于制造工艺限制等非理想因素，所生产的电机运行时仍然会存在一定谐波。相比之下，对于一台已经制造完成的电机，从电机控制层面抑制谐波的成本较低，具有有效性和实用性。

矢量控制技术是交流电机的控制技术之一，传统的矢量控制中，通过电流传感器采集电机三相或两相电流，编码器采集电机转子位置，通过坐标变换将所采集的三相电流交换至同步旋转轴系下，并利用PI(proportional-integral，比例积分)控制器实现对电流的控制，从而达到控制转矩的目的。然而，PI控制器可以对直流指令进行无静差跟踪，但对交流指令的跟踪存在幅值衰减和相位延迟，由于三相电流总的基波分量和高次谐波分量在同步旋转轴系下分别为直流分量和交流分量，因此，基波轴系下的PI控制器只能实现对基波电流的无静差控制，并不能完全抑制谐波电流。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种电机谐波电流的抑制方法。该技术方案如下：

第一方面，提供了一种电机谐波电流的抑制方法，该方法包括：

获取在考虑6n-1次谐波电流和6n+1次谐波电流时的电机的三相电流；

对电机的三相电流进行Park变换，得到在6n-1次和6n+1次谐波同步旋转轴下的电流；

在一个6n次转子位置周期内，对在6n-1次谐波同步旋转轴下和在6n+1次谐波同步旋转轴下的电流分别取m个等间隔采样点，并分别对获取到的m个等间隔采样点进行滑动平均滤波，得到6n-1次谐波电流的直流分量和6n+1次谐波电流的直流分量；

根据6n-1次谐波电流的直流分量和6n+1次谐波电流的直流分量，获取在6n-1次谐波同步旋转轴下的6n-1次补偿电压和在6n+1次谐波同步旋转轴下的6n+1次补偿电压；

对在6n-1次谐波同步旋转轴下的6n-1次补偿电压和在6n+1次谐波同步旋转轴下的6n+1次补偿电压分别进行IPark变换，得到在abc坐标轴下的6n-1次补偿电压和6n+1次补偿电压；

将在abc坐标轴下的6n-1次补偿电压和6n+1次补偿电压之和作为控制电压，根据控制电压控制电机的6n-1次谐波电流和6n+1次谐波电流；

其中，n为大于等于1的整数。

可选的，分别对获取到的m个等间隔采样点进行滑动平均滤波，得到6n-1次谐波电流的直流分量和6n+1次谐波电流的直流分量，包括：