[发明专利]基于坐标变换谐波补偿的永磁同步电机转矩脉动抑制方法

摘要

本发明涉及一种基于坐标变换谐波补偿的永磁同步电机转矩脉动抑制方法，通过采集三相电流变为两相静止坐标系下的定子电流，将两相静止坐标系下的定子电流变换到五次、七次、十一次、十三次谐波旋转坐标系下，将五次、七次、十一次、十三次等高次谐波电流在相应坐标系下通过低通滤波器提取成直流量，通过设计基于转速自适应二阶低通数字滤波器完成对指定阶次谐波的提取，在此基础之上，设计具有交叉耦合的比例积分电流控制器，最终完成谐波电流的抑制，从而抑制转矩脉动。与现有技术相比，本发明在永磁同步电机矢量控制基础上，能够减少输出电流谐波含量，降低电动汽车用永磁同步电机的转矩脉动和振动噪声等负面影响。

主权项

一种基于坐标变换谐波补偿的永磁同步电机转矩脉动抑制方法，其特征在于，包括：步骤S1：在当前采样周期里检测获得三相输出电流以及转子旋转角度和转子电角速度，三相输出电流经坐标变换后得到两相静止坐标系下的电流分量；步骤S2：由步骤S1的两相静止坐标系下的电流分量和转子旋转角度分别进行五次负序坐标变换、七次正序坐标变换、十一次负序坐标变换和十三次的正序坐标变换，对应得到五次、七次、十一次、十三次同步旋转坐标系下的电流计算值；步骤S3：步骤S2的五次、七次、十一次、十三次同步旋转坐标系下的电流计算值在转速自调节的二阶低通IIR数字滤波器下分别进行滤波，对应得到五次、七次、十一次、十三次同步旋转坐标系下的dq直流分量，所述二阶低通IIR数字滤波器的截止频率取值范围为10～20Hz，阻尼比取值范围为1.1～1.3；步骤S4：由电机的直轴电感、交轴电感和步骤S1的转子电角速度分别对步骤S3获得的五次、七次、十一次、十三次同步旋转坐标系下的dq直流分量进行闭环控制，对应得到五次、七次、十一次、十三次同步旋转坐标系下的dq电压补偿分量；步骤S5：由五次、七次、十一次、十三次同步旋转坐标系下的dq电压补偿分量得到两相静止坐标系下的电压补偿量，并将其补偿到输出的定子电压分量上，具体为：电机电磁转矩经MTPA弱磁控制输出dq轴电流指令，步骤S1的两相静止坐标系下的电流分量经dq变换后输出两相旋转坐标系下的电流分量，dq轴电流指令对应减去两相旋转坐标系下的电流分量后经电流PI调节输出αβ轴定子电压分量，αβ轴定子电压分量对应加上两相静止坐标系下的电压补偿量后通过SVPWM调制方法控制逆变器获得三相交流电，驱动永磁同步电机。