[发明专利]同步电机齿槽转矩的补偿方法及补偿设备

说明书

本发明涉及同步电机的齿槽转矩的补偿，用于补偿结构相同的同步电机的齿槽转矩的方法，其分别具有定子和转子。为同步电机的参考电机，根据转子位置检测空转齿槽转矩，并针对不同的工作点，分别根据转子位置检测负载齿槽转矩。通过从负载齿槽转矩中减去检测的空转齿槽转矩的方式，为每个检测的负载齿槽转矩构造差值齿槽转矩。还确定差值齿槽转矩的与工作点相关的频谱分量，并构造频谱分量的模型函数，由该模型函数为频谱分量建立与工作点相关的模型。在每个同步电机在可预先给定的第一运行范围中运行时，在当前工作点处将第一补偿电流叠加在同步电机的额定电流上，该补偿电流产生补偿具有在当前工作点处的模型函数值的齿槽转矩的补偿转矩。

技术领域

本发明涉及一种用于补偿同步电机的齿槽转矩方法以及一种补偿设备。

背景技术

同步电机通常具有齿槽转矩，该齿槽转矩干扰电机的转动，并且像干扰量一样干预到对电机运行参数的调节中，运行参数例如旋转电机的转子转速和位置、或者直线电机的转子速度和位置。同步电机的齿槽转矩通常与制造公差相关，例如与影响电机转子与定子之间的气隙形成的制造公差相关。由于这种制造公差，即使是结构相同的同步电机，其齿槽转矩通常也是彼此不同的。此外，齿槽转矩通常与负载相关，并且例如随着电机的负载转矩的增大而增大。齿槽转矩的这种与制造和负载的相关性增加了在同步电机运行时进行齿槽转矩补偿的难度。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的用于补偿同步电机的齿槽转矩的方法。

在根据本发明的方法中，对结构相同的同步电机的齿槽转矩进行补偿，该同步电机分别具有定子和转子。在此，针对同步电机的参考电机，根据转子相对于定子的转子位置检测在空转时的空转齿槽转矩，并且针对不同的工作点分别根据转子位置检测负载齿槽转矩。通过从负载转矩中减去检测到的空转齿槽转矩的方式，为参考电机的每个检测到的负载转矩构造差值齿槽转矩。此外，确定差值齿槽转矩的与工作点相关的频谱分量，并且构造频谱分量的模型函数，通过该模型函数建立频谱分量关于工作点的模型。对于每个同步电机，在可预定的第一运行范围内运行时，在当前工作点处将第一补偿电流叠加在同步电机的额定电流上，该第一补偿电流产生补偿转矩，该补偿转矩补偿具有在当前工作点处的模型函数值的齿槽转矩。

本发明基于如下的想法：独立于同步电机的与样本相关的齿槽转矩分量地补偿对于结构相同的同步电机(即对于特定电机类型的同步电机)来说基本上相同的并进而与样本无关的齿槽转矩分量。在此，一方面使用了如下的知识，与样本相关的齿槽转矩分量在同步电机的空转中绝大部分已经作为空转齿槽转矩出现并且被检测到。另一方面利用了以下经验：与样本无关的齿槽转矩分量通常集中在齿槽转矩的频谱的一个频谱分量上或者少数频谱分量上。

因此，本发明提出，针对同步电机中的一个(在此称为参考电机)，分别在不同的工作点检测负载齿槽转矩(即负载的参考电机的齿槽转矩)，并且从该负载齿槽转矩中减去参考电机的同样检测到的空转齿槽转矩。针对不同的工作点，通过从负载齿槽转矩中减去空转齿槽转矩而测定的差值齿槽转矩很大程度上与样本无关。此外，本发明提出，测定差值齿槽转矩的与负载相关的频谱分量，并且以相同的方式补偿相关电机类型的同步电机的负载相关的频谱分量。为了补偿频谱分量，根据本发明通过模型函数来为频谱分量建立关于工作点的模型，以便将针对个别几个工作点测定的频谱分量扩展到全部的工作点上。然后，在当前工作点处的模型函数值由补偿电流补偿，该补偿电流产生与模型函数值反向等值的补偿转矩。

如果差值齿槽转矩的频谱具有多个与负载相关的、对产生齿槽转矩起主要作用的频谱分量，则相应地通过模型函数分别为这些频谱分量建立模型，并且通过补偿电流进行补偿。