[发明专利]电机拍频抑制方法及系统、电传动控制系统、存储介质

说明书

本发明提供一种电机拍频抑制方法及系统、电传动控制系统、存储介质，所述方法包括：实时采集电传动控制系统的中间电压和电机电流；提取中间电压的交流分量和直流分量；根据中间电压的交流分量和直流分量计算静态拍频补偿系数；提取表征电机拍频电流幅值指标的电机电流拍频分量；采用搜索算法，通过在线迭代寻优获得使得电机电流拍频分量最小的动态拍频补偿系数；基于动态拍频补偿系数和静态拍频补偿系数获得拍频补偿系数，利用拍频补偿系数对给定转矩或者给定转矩对应的给定转差进行补偿。本发明实现在中间电压存在二倍电网频率的脉动分量的电传动控制系统中，抑制直流交流脉动对电机产生的拍频现象，有效降低电机损耗、发热及噪声问题。

技术领域

本发明涉及变流控制技术领域，具体涉及一种电机拍频抑制方法及系统、电传动控制系统、存储介质。

背景技术

单相整流器+三相逆变器-交流电机构成的电传动控制系统是交直交电压型变频器最常见的系统之一，主要由单相整流器、中间直流支撑电容、三相逆变器、交流电机四部分构成，其中的单相整流器为单相二极管不控整流器或单相PWM四象限整流器，中间直流回路主要为一个中间直流支撑电容，该中间直流支撑电容容值为C_d，如图1所示，传统的单相整流器+三相逆变器-交流电机构成的电传动控制系统的中间直流回路中带有LC硬件滤波回路，用来专门滤除直流电压2倍网压脉动分量，但LC硬件滤波回路受限于变流器空间体积和重量及成本考虑，因此往往也可以采用如图2所示的无LC硬件滤波回路的单相整流器+三相逆变器-交流电机构成的电传动控制系统，省略LC滤波硬件回路。区别于传统单相交-直-交系统(在有LC硬件滤波回路时候，中间电压是稳定的，不存在波动情况)，在无LC硬件滤波回路下，中间电压会存在2倍网压频率的脉动分量。

由于单相整流器的输出特性，中间电压U_d往往由两部分构成，一部分为直流分量U_dc，一部分为脉动分量脉动分量的波动频率为二倍电网频率，也即2倍单相交流输入。此时，由于中间直流回路仍包含二倍电网频率的脉动分量，这种脉动的中间电压会直接通过三相电压型逆变器给交流电机供电，如果不进行有效控制的话，则会引起交流电机电流三相不平衡、转矩脉动增加等现象，即拍频现象；尤其是当三相逆变器输出频率ω_s和中间电压的脉动分量的频率2·ω_net相接近时，此时拍频现象更严重，即便很小的电压脉动分量，也会导致较大的拍频电流和拍频转矩，这种现象会导致电机产生额外的损耗、发热、噪声并且会降低电机运行性能，影响系统的整体稳定性。

目前对拍频现象进行抑制和消除的方法可以分为两大类，硬件方法和软件方法：硬件方法是使用硬件LC滤波回路(如图1所示)来滤除直流母线电压的脉动分量，从根本上解决拍频现象；用来消除拍频现象的软件方法主要有：单周期控制法、前馈补偿法、反馈补偿法和频率补偿法等几种方法。由于控制精度以及数字化实现复杂等问题，前三种方法的应用范围都会有所限制，且抑制参数不可在线实时寻优。为此，研究在一种单相整流器+三相逆变器-交流电机的电传动控制系统中简单、实用的在线拍频抑制的技术方案具有重要的理论和实际意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电机拍频抑制方法及系统、电传动控制系统、存储介质，解决电传动控制系统中波动的中间电压带来电机电流三相不平衡问题，实现拍频抑制。

第一方面，本发明提供一种电机拍频抑制方法，包括：

实时采集电传动控制系统的中间电压和电机电流；

提取中间电压的交流分量和直流分量；

根据中间电压的交流分量和直流分量计算静态拍频补偿系数；

提取表征电机拍频电流幅值指标的电机电流拍频分量；

采用搜索算法，通过在线迭代寻优获得使得电机电流拍频分量最小的动态拍频补偿系数；