[发明专利]基于控制系统传递特性的谐波电流注入补偿齿槽转矩方法

权利要求书

1.基于控制系统传递特性的谐波电流注入补偿齿槽转矩方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、测量出永磁同步电机的齿槽转矩；

S2、获取所述永磁同步电机及其矢量驱动控制系统的参数；

S3、推导q轴注入谐波电流到电机输出电磁转矩的闭环传递函数，根据所述闭环传递函数得到q轴注入谐波电流产生的电磁转矩谐波；

S4、根据S1得到所需补偿的齿槽转矩和S3得到的闭环传递函数，计算q轴所需注入谐波电流的幅值和相位。

2.根据权利要求1所述的基于控制系统传递特性的谐波电流注入补偿齿槽转矩方法，其特征在于：所述步骤S1中，包括测出永磁同步电机的齿槽转矩谐波阶次、幅值及相位大小。

3.根据权利要求1所述的基于控制系统传递特性的谐波电流注入补偿齿槽转矩方法，其特征在于：所述步骤S2中，永磁同步电机的参数包括电机电感、转子磁链、电机极对数、转动惯量和阻尼系数，矢量驱动控制系统的参数包括电流滤波器截止频率和系统延时时间参数。

4.根据权利要求1所述的基于控制系统传递特性的谐波电流注入补偿齿槽转矩方法，其特征在于：所述步骤S3具体包括，

S31、根据永磁同步d-q轴下的定子电压方程，得到定子电压u_d、u_q到定子电流i_d、i_q的传递函数H_u2i(s)：

式中，s为复变数，R为定子电阻，L_s为电感，w_e为电机电角速度；

S32、根据永磁同步电机电磁转矩方程，得到q轴电流i_q到电磁转矩T_e的传递函数

式中，s为复变数，p为电机极对数，Ψ_f为转子磁链；

S33、确定低通电流滤波器类型，并根据类型确定其传递函数H_bf(s)；

S34、将SVPWM和逆变器等效为延时环节，设控制系统总延时时间为τ，得到延时环节在d-q轴坐标系下的传递函数H_delay(s)：

式中，s为复变数，p为电机极对数，为电机转速指令；

S35、d、q轴电流环采用比例积分控制器，其传递函数分别为：

H_{pi_id}(s)＝k_{p_id}+k_{i_id}/s；

H_{pi_iq}(s)＝k_{p_iq}+k_{i_iq}/s；

式中，s为复变数，k_{p_id}、k_{i_id}、k_{p_iq}、k_{i_iq}分别为d轴电流环、q轴电流环PI控制器的比例系数和积分系数；

S36、得到q轴注入谐波电流i_qc(s)到电机输出电磁转矩T_e(s)的闭环传递函数为：

S37、根据闭环传递函数，令T_e(s)、i_qc(s)和H_iqc2Te(s)中的s＝kwj，即可得到产生kw阶的电磁转矩T_e(kwj)需要的电流谐波i_qc(kwj)为：

式中k为整数，w为电机转频，j为虚数单位。

5.根据权利要求4所述的基于控制系统传递特性的谐波电流注入补偿齿槽转矩方法，其特征在于：所述步骤S33中，电流滤波器的类型为巴特沃斯低通滤波器，其传递函数H_bf(s)为：

式中，s为复变数，ω_bf为滤波器截止频率。