[发明专利]一种永磁同步电机的控制方法、装置及电机系统

说明书

本发明公开了一种永磁同步电机的控制方法、装置及电机系统，采集电机运行电流，通过FIR带通滤波器分析提取电机反电动势的5次谐波，并计算出5次谐波的幅值和相位，根据FIR带通滤波器的线性相位特性，通过最小二乘法准确计算出5次谐波经过FIR带通滤波器时产生的相位延时，得到补偿了相位延时的5次谐波，然后将幅值取反的5次谐波信号叠加注入到电机的矢量控制电压信号中，有效抵消电机反电动势的5次谐波，提高电机的功率密度，降低电机转矩脉动和噪音，同时由于FIR带通滤波器是递推型滤波器，运算效率高，减少MCU计算量，简化永磁同步电机控制器的设计难度和成本。

技术领域

本发明涉及电动汽车压缩机技术领域，尤其涉及一种永磁同步电机的控制方法、装置及电机系统。

背景技术

随着电动汽车的普及，汽车电动空调使用也越来越多，作为电动空调主要核心部件的压缩机显得尤为重要，除了高可靠性要求外，高功率密度，低噪音，易于生产，也是最重要的几点要求。尤其在对汽车运行噪音和振动性能要求越来越高的情况下，作为汽车噪音和振动主要来源的电机，要求也越来越高。目前很多汽车用电动空调压缩机多采用分布绕组和表贴式永磁同步电机，分布绕组生产能力要求高，生产成本高，而表贴式永磁同步电机因为凸极性不明显，很难利用磁阻转矩，电机功率密度不高，达到相同的功率输出，电机重量比较重，体积较大，很难适应汽车对零部件的轻量化的要求。而普通的内嵌式永磁同步电机虽然具有磁阻转矩，但是一般反电势存在不同阶次的谐波，普通的驱动器若只采用MTPA和弱磁控制，很难消除谐波的影响，造成振动和噪音比较大，同时控制器的设计复杂度也很大。因此，一种设计简单且能够有效降低噪音和振动的电机及控制装置是本领域技术人员要研究的问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种能够有效降低电机振动和噪音的永磁同步电机的控制方法、装置及电机系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种永磁同步电机的控制方法，包括步骤：

步骤S1：采集电机的定子电流信号并与输入速度指令信号做数学计算，得到输出控制信号；

步骤S2：从所述定子电流信号中获得反向5次谐波电压信号；

步骤S3：将所述反向5次谐波电压信号与所述输出控制信号叠加，对电机进行转动控制；

所述步骤S2，进一步包括：

步骤S21:将采集的所述定子电流信号通过FIR带通滤波器滤波和最小二乘法延时计算，得到5次谐波电流信号的幅值、相位以及由所述FIR带通滤波器滤波延时造成的相位延迟；

步骤S22：将所述5次谐波电流信号通过幅值取反、clark变换、比例运算得到两相静止坐标系下的所述反向5次谐波电压信号U_α5th和U_β5th。

进一步，所述步骤S1，进一步包括：

步骤S11：采样功率电阻采集电机相线电流，经过运算放大器和低通滤波器进行信号放大和滤波，输出采样信号；

步骤S12：MCU采集所述步骤S11输出的所述采样信号得到电机定子运行电流I_a和I_b，将所述定子运行电流I_a和所述定子运行电流I_b通过clark变换、Park变换和速度位置估计，得到电机转子的估计转速估计位置以及电机定子在dq同步旋转坐标轴系下的d轴实际电流I_d和q轴实际电流I_q；