永磁同步电机转矩脉动抑制方法及抑制系统与流程

1.本发明涉及电机控制领域，更具体地，涉及一种永磁同步电机转矩脉动抑制方法及抑制系统。

背景技术：

2.永磁同步电机受气隙磁场畸变、逆变器死区时间、齿槽转矩等因素影响，转矩脉动分量中含有谐波转矩，定子电流中含有大量高次谐波，而这些谐波分量会在极大程度上导致电机转矩平滑度降低，其中，5次、7次等谐波的作用尤其明显。其中，图1是基波相电流叠加5次和7次谐波效果图，5次和7次谐波磁链会导致同阶次的相电流谐波，叠加在相电流基波上，导致相电流发生畸变，因此，需要对永磁同步电机的谐波转矩进行抑制。

3.针对不同的电机控制系统，抑制电机谐波转矩的通常做法如下:

4.(1)死区时间补偿法：通过弥补死区时间导致的电压和电流波形畸变，进行补偿的一种谐波抑制策略。

5.(2)旋转pi控制器补偿法：通过同步旋转坐标变换，对三相电机电流中的5次和7次谐波提取并通过滤波进行分离；设置谐波电流目标指令为零，与提取的电机实际电流中的5次和7次谐波分量进行pi调节器控制，得到相应的谐波5次和7次参考电压信号；将同步旋转坐标系下的谐波参考电压通过坐标变换，变换到两相静止坐标系下，得到静止坐标系下相应的谐波参考电压，与同步旋转坐标系下基波电流分量pi调节得到的两相静止坐标系下的参考电压叠加得到总的参考电压信号；总的电压参考信号，通过空间矢量脉宽调制svpwm模块的调制，产生六路pwm驱动信号，控制逆变器注入谐波电压到电机的三相绕组中，从而起到抑制转矩脉动的作用。

6.(3)比例谐振控制器法：设计多个比例谐振控制器，多个比例谐振控制器的组合方式有串联和并联两种；dq轴电流均包含直流分量和交流分量，对于直流分量采用直流增益无穷大的pi控制器，交流分量采用比例谐振控制，计算结果叠加，实现对给定指令的无静差跟踪控制。

7.(4)自适应线性神经网络法：谐波电流以权值调整方法进行提取，以控制谐波为零为目标，将目标设定为电流谐波减小到零，电压量的谐波含量的幅值看成是神经网络的权值，最终得到电压补偿值。

8.其中，采用上述方式(1)的死区时间补偿法，零电流时刻判别精度不够高，可能会发生误补偿情况，仅能消除死区时间带来的非线性效应，对于电机本体缺陷(齿槽效应、绕组分布非正弦形式等)无法进行补偿，适应性比较差。

9.采用上式方式(2)的旋转pi控制器补偿法，引入四个谐波电流环，在电机算法的基础上需多出四个pi控制器，算法复杂度增加，参数整定困难。

10.采用上述方式(3)的比例谐振控制器法，在较低的开关频率下能保持优良的输出电压特性，比例谐振控制器的参数整定是一个难题。

11.采用上述方式(4)的自适应线性神经网络法，算法复杂度增加，需要较长的执行时

间，高速条件下谐波电流的提取和抑制效果不佳。

技术实现要素：

12.本发明针对现有技术中存在的算法复杂，需要额外增加硬件、控制算法等技术问题，提供一种永磁同步电机转矩脉动抑制方法及抑制系统。

13.根据本发明的第一方面，提供了一种永磁同步电机转矩脉动抑制方法，包括：向永磁同步电机扭矩环中注入谐波补偿电流i

qcom

，叠加于永磁同步电机的q轴原目标电流i

qref

和反馈电流iq进行比例积分pi运算，输出谐波注入补偿后的电压输出信号；将所述电压输出信号park变换后，进行空间矢量脉宽调制，得到补偿后的pwm占空比控制电机运转，以对永磁同步电机的转矩脉动分量中的高阶谐波转矩进行抑制。

14.在上述技术方案的基础上，本发明还可以作出如下改进。

15.可选的，通过如下方式获取向永磁同步电机扭矩环中注入的谐波补偿电流i

qcom

：根据电机运行角度、注入电流幅值和注入电流相位，产生谐波补偿电流i

qcom

。

16.可选的，所述根据电机运行角度、注入电流幅值和注入电流相位，产生谐波补偿电流i

qcom

，包括：

[0017][0018]

其中，θe为电机运行角度，k为谐波次数，为注入电流幅值，为注入电流相位，p为永磁同步电机的电机极对数，ψf为永磁同步电机永磁体磁通量。

[0019]

可选的，所述注入电流幅值和注入电流相位通过如下方式获取：通过标定的方式获取注入电流幅值和注入电流相位。

[0020]

可选的，所述通过示波器标定的方式获取注入电流幅值和注入电流相位，包括：将永磁同步电机三相定子电流经过park变换之后得到q轴电流，通过dac模块进行模数转换后，通过示波器观察q轴电流幅值波动大小，完成环境搭建过程；驱动永磁同步电机至运行状态，通过调整注入电流幅值大小，使得通过示波器观察到的q轴电流幅值波动在预设的幅值区间；在使得通过示波器观察到的q轴电流幅值波动在预设的幅值区间对应的注入电流幅值大小区间，选取最佳注入电流幅值大小；在选定的最佳注入电流幅值大小的基础上，通过调整注入电流相位使得通过示波器观察到的q轴电流幅值波动达到最小状态，获取最佳注入电流相位，其中，所述最佳注入电流幅值大小和最佳注入电流相位为产生谐波补偿电流i

qcom

的注入电流幅值和注入电流相位。

[0021]

可选的，所述注入电流幅值和注入电流相位通过如下方式获取：

[0022][0023]

其中，为注入电流幅值，为注入电流相位，p为永磁同步电机的电机极对数，ψf为永磁同步电机永磁体磁通量，t

′

hk

和分别是k次固有谐波转矩的幅值和相位。

[0024]

根据本发明的第二方面，提供一种永磁同步电机转矩脉动抑制系统，包括：谐波注入模块，用于产生谐波补偿电流i

qcom

，并注入永磁同步电机扭矩环中；pi调节模块，用于基于注入的谐波补偿电流i

qcom

、永磁同步电机的q轴原目标电流i

qref

和反馈电流iq进行pi运算，输出谐波注入补偿后的电压输出信号；park变换模块，用于对所述电压输出信号进行park变换后，输入调制模块；调制模块，用于对park变换后的电压输出信号进行空间脉宽调制，得到补偿后的pwm占空比控制电机，以对永磁同步电机的转矩脉动分量中的高阶谐波转矩进行抑制。

[0025]

可选的，所述谐波注入模块，用于产生谐波补偿电流i

qcom

，并注入永磁同步电机扭矩环中，包括：根据电机运行角度、注入电流幅值和注入电流相位，产生谐波补偿电流i

qcom

。

[0026]

可选的，获取模块，用于通过标定的方式获取所述注入电流幅值和所述注入电流相位。

[0027]

根据本发明的第三方面，提供了一种用于电机控制的mcu芯片，包括处理器和存储器，所述处理器用于执行永磁同步电机转矩脉动抑制方法。

[0028]

本发明提供的一种永磁同步电机转矩脉动抑制方法及抑制系统，通过向永磁同步电机扭矩环中注入谐波补偿电流，产生高阶补偿转矩，抑制永磁同步电机电磁转矩上的高阶转矩脉动，进而达到对永磁同步电机转矩脉动抑制的目的，算法易实现，无需增加复杂的控制算法，也无需增加比例积分微分pid控制器和比例谐振控制器等，结构简单。

附图说明

[0029]

图1为基波相电流叠加5次和7次谐波效果图；

[0030]

图2为本发明提供的一种永磁同步电机转矩脉动抑制方法的流程图；

[0031]

图3为谐波注入模块产生6次谐波电流的示意图；

[0032]

图4为6次谐波电流注入流程图；

[0033]

图5为6次谐波电流注入前的谐波含量示意图；

[0034]

图6为6次谐波电流注入后的谐波含量示意图；

[0035]

图7为本发明提供的一种永磁同步电机转矩脉动抑制系统的结构框图；

[0036]

图8为永磁同步电机转矩脉动抑制系统的整体结构图。

具体实施方式

[0037]

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

[0038]

永磁同步电机受气隙磁场畸变、逆变器死区时间、齿槽转矩等因素影响，转矩脉动分量中含有谐波转矩，定子电流中含有大量高次谐波，而这些谐波分量会在极大程度上导致电机转矩平滑度降低，其中，5次、7次等谐波的作用尤其明显。5次和7次谐波磁链会导致同阶次的相电流谐波，叠加在相电流基波上，导致相电流发生畸变。

[0039]

电机三相定子电流经过park变换之后得到dq轴电流，这是一个无损变换，三相定子电流的谐波分量也会以不同频次反应在旋转坐标系下，但是如果把每个谐波分量都提取出来分别对其进行消除，就需要根据相应谐波的幅值和相角对电路进行补偿，以获得需要的电流波形，这样就增加了系统的复杂程度。

[0040]

基于此，本发明提供了一种永磁同步电机转矩脉动抑制方法，针对永磁同步电机的5次和7次高阶谐波磁链产生的反电势谐波导致永磁同步电机电磁转矩产生的高阶转矩脉动，比如，6次转矩脉动，通过在旋转坐标系下补偿高阶转矩脉动的分量，以此抑制电流谐波产生高阶转矩脉动，达到抑制永磁同步电机转矩脉动的目的。本发明提供的永磁同步电机转矩脉动抑制方法，可适用于风机、水泵、压缩机等永磁同步电机应用场景。

[0041]

实施例一

[0042]

一种永磁同步电机转矩脉动抑制方法，参见图2，该抑制方法包括：向永磁同步电机扭矩环中注入谐波补偿电流i

qcom

，叠加于永磁同步电机的q轴原目标电流i

qref

和反馈电流iq进行比例积分pi运算，输出谐波注入补偿后的电压输出信号；将所述电压输出信号park变换后，进行空间矢量脉宽调制，得到补偿后的pwm占空比控制电机运转，以对永磁同步电机的转矩脉动分量中的高阶谐波转矩进行抑制。

[0043]

可以理解的是，本发明主要是通过向永磁同步电机扭矩环中注入谐波补偿电流，产生高阶补偿转矩，抑制永磁同步电机电磁转矩上的高阶转矩脉动，进而达到对永磁同步电机转矩脉动抑制的目的，算法易实现，无需增加复杂的控制算法，也无需增加比例积分微分pid控制器和比例谐振控制器等，结构简单。

[0044]

实施例二

[0045]

一种永磁同步电机转矩脉动抑制方法，该抑制方法主要包括：

[0046]

s1，向永磁同步电机扭矩环中注入谐波补偿电流i

qcom

，叠加于永磁同步电机的q轴原目标电流i

qref

和反馈电流iq进行比例积分pi运算，输出谐波注入补偿后的电压输出信号。

[0047]

作为实施例，通过如下方式获取向永磁同步电机扭矩环中注入的谐波补偿电流i

qcom

：根据电机运行角度、注入电流幅值和注入电流相位，产生谐波补偿电流i

qcom

。

[0048]

可以理解的是，当电机处于运行状态的某一时刻，电机运行角度是确定的，经过上述的分析，需要向永磁同步电机注入的补充谐波电流为高阶次谐波电流，比如，最常见的6次谐波电流，因此产生的谐波补偿电流的次数为6次谐波电流，为此，需要求取注入电流幅值和注入电流相位，再通过一定的方式可以产生6次谐波电流i

qcom

。

[0049]

其中，在求取注入电流幅值和注入电流相位时，可通过两种方式求取，第一种方式为通过理论推导，最终通过理论推导公式计算求取注入电流幅值和注入电流相位，第二种方式为通过标定的方式标定注入电流幅值和注入电流相位。

[0050]

下面对永磁同步电机的转矩脉动进行抑制的思想进行具体介绍。将永磁同步电机的反电动势电压方程和电流方程对应项求卷积，然后再将各项求和，并可简化电磁转矩方程如下：

[0051][0052]

上式中，te为电机电磁转矩，t0为直流转矩，为所有6次复合谐波的总和。

[0053]

因此对永磁同步电机调速系统而言，为了改进电机输出电磁转矩的平滑度，改善电机定子电流谐波，可以通过抑制永磁同步电机电磁转矩上的6次脉动实现。

[0054]

表贴式永磁同步电机的输出转矩t

total

等于电磁转矩te和齿槽转矩t

cog

之和：

[0055][0056]

上式中，te为电机电磁转矩，p为电机极对数，ψf为电机永磁体磁通量，iq为电机q轴电流，t

total

为电机最终的输出转矩，t

cog

为电机的齿槽转矩。

[0057]

将t

total

解耦为直流转矩分量和谐波转矩分量：

[0058]

t

total

＝t

0-th???

(3)；

[0059]

上式中，t0为直流转矩，th为谐波转矩。

[0060]

q轴电流解耦成直流和谐波分量，d轴永磁体磁链解耦成直流和谐波分量：

[0061][0062]

ψd＝ψ

d0

+∑kψ

dk

*cos(kθe)

????

(5)；

[0063]

上式中，i

q0

是iq的直流分量，i

qk

和是q轴k次谐波电流的幅值和相位，ψ

d0

是永磁铁磁链在d轴的直流分量，ψ

dk

是永磁铁磁链在d轴的k次谐波分量的幅值。

[0064]

t

total

中直流转矩分量t0和谐波转矩分量th可分别表示为：

[0065][0066]

th＝t

e1-t

e2-t

cog

???

(7)；

[0067][0068]

上式中，t0是由d轴永磁体磁链的直流分量和q轴定子电流的直流分量相互作用产生的电磁转矩，t

e1

是由d轴永磁体磁链的直流分量和q轴定子电流的谐波分量相互作用产生的电磁转矩，t

e2

是由d轴永磁体磁链的谐波分量与q轴定子电流的直流分量相互作用产生的电磁转矩，t

cog

为电机的齿槽转矩。

[0069]

d轴永磁体磁链的谐波分量和q轴定子电流的谐波分量相互作用也会产生电磁转矩，但是与t

e1

和t

e2

相比小得多，可以被忽略。永磁体磁链和齿槽转矩中的谐波主要由电机机械设计决定，即t

e2

和t

cog

由电机本体决定，称为永磁同步电机固有转矩脉动。而t

e1

可以通过调节谐波电流来控制，利用定子谐波电流产生额外的谐波电磁转矩t

e1

来抵消固有谐波转矩脉动t

e2

和t

cog

。转矩脉动最小化的目标是找到注入电机的谐波电流参考使叠加后的th幅值最小。

[0070]

为了得到准确的转矩脉动与注入谐波电流耦合关系，基于固有转矩脉动的概念，将pmsm的固有谐波转矩表示为：

[0071][0072]

式中，上标

“′”

表示变量与固有谐波转矩有关，t

′

hk

和分别是k次固有谐波转矩的幅值和相位。将注入的q轴谐波电流参考表示为：

[0073][0074]

式中，上标“*”表示变量与谐波电流参考有关，和是q轴k次定子谐波电流参考的幅值和相位。将上式中的谐波电流注入到电机驱动中，并假设电机能够基本跟随谐波电流参考，由谐波电流产生的额外电磁转矩为：

[0075][0076]

谐波电流注入电机后，电机的总谐波转矩为永磁同步电机的固有谐波转矩t

′h与由谐波电流产生的额外电磁转矩之差，即：

[0077][0078]

要使可以抵消t

′h，使总的th幅值最小，对所有k来说，有式：

[0079][0080]

理论上，为了使t

hk

＝0，对于所有k，应满足以下方程：

[0081][0082]

其中，为注入电流幅值，为注入电流相位，p为永磁同步电机的电机极对数，ψf为永磁同步电机永磁体磁通量，t

′

hk

和分别是k次固有谐波转矩的幅值和相位。

[0083]

根据公式(14)，当获取了永磁同步电机的k次固有谐波转矩的幅值t

′

hk

和相位即可计算得到注入电流幅值和注入电流相位根据计算得到的注入电流幅值和注入电流相位，即可计算出谐波补偿电流。

[0084]

求取注入电流幅值和注入电流相位的另一种方式是采取标定的方式，相比采用公式(14)来求取注入电流幅值和注入电流相位会更加精确，通过标定的方式得到注入电流幅值大小和相位的具体实施为：将永磁同步电机三相定子电流经过park变换之后得到q轴电流，通过dac模块进行模数转换后，通过示波器观察q轴电流幅值波动大小，完成环境搭建过程；驱动永磁同步电机至运行状态，通过调整注入电流幅值大小，使得通过示波器观察到的q轴电流幅值波动在预设的幅值区间；在使得通过示波器观察到的q轴电流幅值波动在预设的幅值区间对应的注入电流幅值大小区间，选取最佳注入电流幅值大小；在选定的最佳注入电流幅值大小的基础上，通过调整注入电流相位使得通过示波器观察到的q轴电流幅值波动达到最小状态，获取最佳注入电流相位。

[0085]

可以理解的是，基于示波器对注入电流幅值和注入电流相位标定之前，需要对示波器观察环境进行搭建，使得示波器能够正常观察q轴电流幅值的波动。当环境搭建好之后，就可以进行标定了，标定过程为，在永磁同步电机运行过程中，通过调整注入电流幅值

大小，使得通过示波器观察到的q轴电流幅值波动在较小的幅值区间内。在满足q轴电流幅值波动在较小的幅值区间内，选取合适的注入电流幅值大小，然后通过调整注入电流相位使得通过示波器观察到的q轴电流幅值波动达到最小状态，获取最佳注入电流相位。通过示波器标定的方式获取到了最佳注入电流幅值和最佳注入电流相位。该标定的最佳注入电流幅值和最佳注入电流相位即为求取的注入电流幅值和注入电流相位。

[0086]

在通过上述两种方式获取注入电流幅值和注入电流相位，通过谐波注入模块产生注入补偿的谐波补偿电流，可参见图3，谐波注入模块的输入为谐波次数，即产生注入谐波电流的次数，电机运行角度、注入电流幅值和注入电流相位，输出为谐波补偿电流，比如，需要产生6次谐波补偿电流，那么向谐波注入模块中输入的谐波次数为6，谐波注入模块具体产生的,谐波补偿电流为：

[0087][0088]

其中，θe为电机运行角度，k为谐波次数，为注入电流幅值，为注入电流相位，p为永磁同步电机的电机极对数，ψf为永磁同步电机永磁体磁通量，当k＝6时，产生的为6次谐波补偿电流。

[0089]

可以理解的是，可参见图4，为标定方式下，谐波电流注入的流程图，当电机处于闭环运行状态时，基于示波器对注入电流幅值和注入电流相位进行标定，检测是否标定完成，如果标定过程完成，则开启谐波注入功能，根据电机运行角度、标定的注入电流幅值和注入电流相位，产生谐波补偿电流i

qcom

，对永磁同步电机的扭矩环中的注入谐波补偿电流。

[0090]

s2，对电压输出信号进行park变换后，进行空间矢量脉宽调制，得到补偿后的pwm占空比控制电机，以对永磁同步电机的转矩脉动分量中的高阶谐波转矩进行抑制。

[0091]

可以理解的是，通过谐波注入模块产生谐波补偿电流后，向永磁同步电机扭矩环中注入谐波补偿电流i

qcom

，叠加于永磁同步电机的q轴原目标电流i

qref

和反馈电流iq进行比例积分pi运算，输出谐波注入补偿后的电压输出信号。

[0092]

电压输出信号进行park变换后，进行空间矢量脉宽调制，得到补偿后的pwm占空比控制电机，实现对永磁同步电机的转矩脉动分量中的高阶谐波转矩进行抑制。其中，图5和图6是补偿注入功能前后5次和7次谐波后的变化。5次谐波分量从7.07％降为2.83％；7次谐波分量从5.04％降为2.12％。

[0093]

实施例三

[0094]

一种永磁同步电机转矩抑制系统，参见图7，该转矩抑制系统主要包括谐波注入模块701、pi调节模块702、park变换模块703和调制模块704，其中：

[0095]

谐波注入模块701，用于产生谐波补偿电流i

qcom

，并注入永磁同步电机扭矩环中；pi调节模块702，用于基于注入的谐波补偿电流i

qcom

、永磁同步电机的q轴原目标电流i

qref

和反馈电流iq进行比例积分pi运算，输出谐波注入补偿后的电压输出信号；park变换模块703，用于对所述电压输出信号进行park变换后，输入调制模块；调制模块704，用于根据park变换后的电压输出信号进行空间矢量脉宽调制，得到补偿后的pwm占空比控制电机，以对永磁同步电机的转矩脉动分量中的高阶谐波转矩进行抑制。

[0096]

作为实施例，所述谐波注入模块701，用于产生谐波补偿电流i

qcom

，并注入永磁同

步电机扭矩环中，包括：根据电机运行角度、注入电流幅值和注入电流相位，产生谐波补偿电流i

qcom

。

[0097]

作为实施例，所述转矩脉动抑制系统还包括获取模块705，用于通过标定的方式获取注入电流幅值和注入电流相位。

[0098]

其中，获取注入电流幅值和注入电流相位的具体方式可参考前述实施例二的技术特征，在此不再重复说明。

[0099]

可以理解的是，可参见图8，为永磁同步电机转矩抑制系统的整体结构图，在原有的电机控制系统中加入了一个谐波注入模块，用于产生一个谐波补偿电流。其中，在未加入谐波注入电流，电机控制系统正常运行时，目标转速n

ref

，与实际转速n

feedback

通过比例积分pi运算产生目标电流i

qref

，i

dref

一般设置为零，i

qref

和i

dref

与adc采样的电流经过clark、park变化后得到的iq和id电流进行内环的pi运算得到vq和vd，vq和vd经过park逆变换后进入空间矢量脉宽调制svpwm模块得到pwm的占空比控制电机。

[0100]

增加谐波注入模块后，向永磁同步电机扭矩环中注入谐波补偿电流i

qcom

，并与控制框图中q轴原目标电流i

qref

和反馈电流iq一起进行比例积分pi运算，输出谐波注入补偿后的电压输出信号，经过park逆变换后进入svpwm模块得到补偿后的pwm占空比控制电机，来抑制永磁同步电机的转矩脉动的高阶谐波分量，进而对永磁同步电机的转矩脉动进行抑制。

[0101]

本发明实施例提供的一种永磁同步电机转矩脉动抑制方法及抑制系统，通过向永磁同步电机扭矩环中注入谐波补偿电流，产生高阶补偿转矩，抑制永磁同步电机电磁转矩上的高阶转矩脉动，进而达到对永磁同步电机转矩脉动抑制的目的，使用高阶次q轴电流补偿的方式实现高阶，比如5次和7次谐波磁链产生的电机转矩脉动补偿，算法易实现，无需增加复杂的控制算法，也无需增加pid控制器和比例谐振控制器等，结构简单。

[0102]

需要说明的是，在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

[0103]

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

[0104]

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。技术特征：

1.一种永磁同步电机转矩脉动抑制方法，其特征在于，包括：向永磁同步电机扭矩环中注入谐波补偿电流i

qcom

，叠加于永磁同步电机的q轴原目标电流i

qref

和反馈电流i

q

进行比例积分pi运算，输出谐波注入补偿后的电压输出信号；将所述电压输出信号park变换后，进行空间矢量脉宽调制，得到补偿后的pwm占空比控制电机运转，以对永磁同步电机的转矩脉动分量中的高阶谐波转矩进行抑制。2.根据权利要求1所述的永磁同步电机转矩脉动抑制方法，其特征在于，通过如下方式获取向永磁同步电机扭矩环中注入的谐波补偿电流i

qcom

：根据电机运行角度、注入电流幅值和注入电流相位，产生谐波补偿电流i

qcom

。3.根据权利要求2所述的永磁同步电机转矩脉动抑制方法，其特征在于，所述根据电机运行角度、注入电流幅值和注入电流相位，产生谐波补偿电流i

qcom

，包括：其中，θ

e

为电机运行角度，k为谐波次数，为注入电流幅值，为注入电流相位，p为永磁同步电机的电机极对数，ψ

f

为永磁同步电机永磁体磁通量。4.根据权利要求2或3所述的永磁同步电机转矩脉动抑制方法，其特征在于，所述注入电流幅值和注入电流相位通过如下方式获取：通过标定的方式获取注入电流幅值和注入电流相位。5.根据权利要求4所述的永磁同步电机转矩脉动抑制方法，其特征在于，所述通过标定的方式获取注入电流幅值和注入电流相位，包括：将永磁同步电机三相定子电流经过park变换之后得到q轴电流，通过dac模块进行模数转换后，通过示波器观察q轴电流幅值波动大小，完成环境搭建过程；驱动永磁同步电机至运行状态，通过调整注入电流幅值大小，使得通过示波器观察到的q轴电流幅值波动在预设的幅值区间；在使得通过示波器观察到的q轴电流幅值波动在预设的幅值区间对应的注入电流幅值大小区间内，选取最佳注入电流幅值大小；在选定的最佳注入电流幅值大小的基础上，通过调整注入电流相位使得通过示波器观察到的q轴电流幅值波动达到最小状态，获取最佳注入电流相位；其中，所述最佳注入电流幅值大小和最佳注入电流相位为产生谐波补偿电流i

qcom

的注入电流幅值和注入电流相位。6.根据权利要求2或3所述的永磁同步电机转矩脉动抑制方法，其特征在于，所述注入电流幅值和注入电流相位通过如下方式获取：其中，为注入电流幅值，为注入电流相位，p为永磁同步电机的电机极对数，

ψ

f

为永磁同步电机永磁体磁通量，t

′

hk

和分别是k次固有谐波转矩的幅值和相位。7.一种永磁同步电机转矩脉动抑制系统，其特征在于，包括：谐波注入模块，用于产生谐波补偿电流i

qcom

，并注入永磁同步电机扭矩环中；pi调节模块，用于基于注入的谐波补偿电流i

qcom

、永磁同步电机的q轴原目标电流i

qref

和反馈电流i

q

进行比例积分pi运算，输出谐波注入补偿后的电压输出信号；park变换模块，用于对所述电压输出信号进行park变换后，输入调制模块；调制模块，用于对park变换后的电压输出信号进行空间脉宽调制，得到补偿后的pwm占空比控制电机，以对永磁同步电机的转矩脉动分量中的高阶谐波转矩进行抑制。8.根据权利要求7所述的永磁同步电机转矩脉动抑制系统，其特征在于，所述谐波注入模块，用于产生谐波补偿电流i

qcom

，并注入永磁同步电机扭矩环中，包括：根据电机运行角度、注入电流幅值和注入电流相位，产生谐波补偿电流i

qcom

。9.根据权利要求8所述的永磁同步电机转矩脉动抑制系统，其特征在于，还包括：获取模块，用于通过标定的方式获取注入电流幅值和注入电流相位。10.一种用于电机控制的mcu芯片，包括处理器和存储器，所述处理器用于执行权利要求1-6任一项所述的永磁同步电机转矩脉动抑制方法。

技术总结

本发明提供一种永磁同步电机转矩脉动抑制方法及抑制系统，抑制方法包括：向永磁同步电机扭矩环中注入谐波补偿电流i

技术研发人员：卜学龙

受保护的技术使用者：武汉杰开科技有限公司

技术研发日：2021.12.16

技术公布日：2022/3/25