[发明专利]永磁电机的转矩脉动的抑制方法和系统

说明书

本发明涉及电机的转矩脉动抑制技术领域，公开了一种永磁电机的转矩脉动的抑制方法和系统，抑制方法包括以下步骤：获取永磁电机的转矩。根据转矩得到永磁电机的定子的电流在q轴的电流分量。获取永磁电机的转子的磁链的角度。构造纹波角度。对电流分量进行旋转变换。在d轴上对第一电流进行低通滤波；在q轴上对第二电流进行低通滤波。控制器以0为给定，并以第一直流为反馈，输出第一中间分量；PI控制器以0为给定，并以第二直流为反馈，输出第二中间分量。进行反旋转变换，得到补偿量。将补偿量取反后与永磁电机的电流环的给定叠加。本发明直接以转矩脉动为目标，通过闭环自动调整注入电流谐波给定量，对转矩脉动的抑制更加彻底。

技术领域

本发明属于电机的转矩脉动抑制技术领域，尤其涉及一种永磁电机的转矩脉动的抑制方法和系统。

背景技术

永磁电机中气隙磁通谐波的存在是永磁电机转矩脉动产生的一个主要原因，尽管通过电机本体中斜极，改善磁极形状，优化齿槽宽度等能降低转矩脉动，但是无法消除。另外制造过程中偏差等不确定因素的引入，也会改变转矩脉动的幅值。随着海上风电的发展，永磁风力发电机的功率朝着更大等级发展。所以转矩脉动的幅值也会更大，转矩脉动会引起震动和噪音，加大电机的机械磨损甚至影响电机的使用寿命。

现有技术中，往往通过控制加在定子绕组上的电压或电流波形来抑制转矩脉动。以6倍频(倍频数值为6)转矩脉动为例，其是由电流的5次和7次谐波和感应电动势的基波相互影响产生的。现有技术中，往往只需提取电流的5次和7次谐波分量，通过设计控制器抑制电流的5次和7次谐波幅值到0，以抑制转矩脉动。该方法需要分别对电流的5次和7次谐波进行抑制，计算量较大，成本较高。并且，如果感应电动势本身存在着5倍频和7倍频谐波，即使电流通入完美的正弦波，也会因为感应电动势的影响而产生6倍频转矩脉动。现有技术对转矩脉动的抑制不彻底。

发明内容

本发明实施例要解决的技术问题是为了克服现有技术对转矩脉动的抑制成本高、抑制不彻底的缺陷，提供一种永磁电机的转矩脉动的抑制方法和系统。

本发明实施例是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本发明实施例提供一种永磁电机的转矩脉动的抑制方法，包括以下步骤：

获取永磁电机的转矩T_em；

根据转矩T_em计算得到永磁电机的定子的电流在q轴的电流分量i_q，电流分量i_q的计算公式如下：

i_q＝T_em/(Ψ_f·p_n)；其中，Ψ_f为永磁电机的转子的磁链，p_n为极对数；

获取永磁电机的转子的磁链的角度θ；

构造纹波角度R，R＝n·θ，n为预设的待抑制的转矩脉动的倍频数值；

根据以下公式对电流分量i_q进行旋转变换，以得到第一电流i_qM和第二电流i_qN，

i_qM＝cosR·i_q，

i_qN＝-sinR·i_q；

在d轴上对第一电流i_qM进行低通滤波，以得到第一直流i_{qM_F}；在q轴上对第二电流i_qN进行低通滤波，以得到第二直流i_{qN_F}；