專利名稱：一種基于直接轉(zhuǎn)矩控制的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是通過(guò)直接注入附加諧波轉(zhuǎn)矩抑制永磁電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的控制技術(shù)，屬于電 機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制技術(shù)領(lǐng)域，為一種基于直接轉(zhuǎn)矩控制的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制方法。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，特別是微處理器技術(shù)、電力電子技術(shù)、高性能永磁材料 制造技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)所取得的巨大進(jìn)步，使得以永磁電機(jī)為主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各種高性 能驅(qū)動(dòng)裝置和伺服控制系統(tǒng)得到了迅猛發(fā)展。然而，在永磁電機(jī)中，即使當(dāng)電機(jī)繞組開(kāi)路， 電機(jī)也呈現(xiàn)一種周期性脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩，該轉(zhuǎn)矩是由定轉(zhuǎn)子齒槽所形成的變化磁阻與永磁體所形 成的永磁磁場(chǎng)交互作用引起的，并且總是試圖將轉(zhuǎn)子定位在某一位置，該力矩就是通常所 說(shuō)的定位轉(zhuǎn)矩。定位力矩在一個(gè)周期內(nèi)的平均值為零，對(duì)電機(jī)輸出的平均力矩沒(méi)有影響。但 是，定位力矩的存在會(huì)引起電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的波動(dòng)，造成周期性轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲， 將直接影響電機(jī)運(yùn)行的平穩(wěn)性，降低電機(jī)的性能。尤其當(dāng)定位力矩頻率與定子諧振頻率相 同時(shí)，該力矩產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲將被放大。因此，在速度控制系統(tǒng)中和高精度定位的位置控 制系統(tǒng)中，定位力矩將成為系統(tǒng)的主要干擾源。定位力矩作為永磁電機(jī)中必然存在的一個(gè)現(xiàn)象，隨著永磁電機(jī)的發(fā)展引起了眾多 國(guó)內(nèi)外學(xué)者的興趣，并已有大量研究成果。關(guān)于減小和抑制永磁電機(jī)定位力矩的方法，國(guó)內(nèi) 外相關(guān)學(xué)者也進(jìn)行了深入研究?？偟膩?lái)說(shuō)，可以歸納為兩大類第一類是從電機(jī)本體設(shè)計(jì)出發(fā)研究減小永磁電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的方法，如包括定/轉(zhuǎn) 子斜槽或者斜極、磁極形狀優(yōu)化、分?jǐn)?shù)槽結(jié)構(gòu)、極弧系數(shù)組合優(yōu)化、轉(zhuǎn)子分段、永磁體不對(duì)稱 放置、定/轉(zhuǎn)子開(kāi)輔助槽、定子槽口寬度優(yōu)化設(shè)計(jì)、不同槽口寬配合以及鐵心形狀優(yōu)化設(shè)計(jì) 等等。但是由于受不同類型電機(jī)結(jié)構(gòu)的制約，電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的減小程度有限。此外，該類針 對(duì)電機(jī)本體的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法在減小電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的同時(shí)，會(huì)對(duì)電機(jī)的空載反電動(dòng)勢(shì)、轉(zhuǎn)矩 輸出能力、功率密度等性能產(chǎn)生影響，同時(shí)增加制造成本，在實(shí)際產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中有一定的局 限性。第二類方法則是在電機(jī)已經(jīng)制造完畢后，無(wú)法對(duì)本體改進(jìn)的條件下，通過(guò)控制策 略來(lái)抑制電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，從而提高其輸出性能。該方法無(wú)需增加電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制成本，只需修 改控制軟件，簡(jiǎn)單易行。目前已有的控制策略又可細(xì)分為針對(duì)空載反電動(dòng)勢(shì)和針對(duì)定位力 矩兩類。前者是對(duì)電機(jī)的空載反電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行諧波分析，得到主要高次電勢(shì)諧波分量的頻率 和相位，通過(guò)注入相對(duì)應(yīng)的高次諧波電流分量，使得耦合產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩基波分量和主要 高次諧波分量之和為平穩(wěn)轉(zhuǎn)矩，從而達(dá)到消除脈動(dòng)的目的。后者適用于采用電流滯環(huán)矢量控制的永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。針對(duì)電機(jī)定位力矩較大 的缺點(diǎn)，首先對(duì)定位力矩進(jìn)行諧波分析，得到定位力矩的基波分量和主要高次諧波分量的 頻率和相位。通過(guò)注入相對(duì)應(yīng)的高次諧波電流分量，使其與基波永磁磁鏈耦合產(chǎn)生主要的 高次電磁轉(zhuǎn)矩諧波分量，并與定位力矩的基波分量和主要高次諧波分量大小相等，相位相反，從而達(dá)到消除脈動(dòng)的目的。但該類方法是基于定子坐標(biāo)系下，在各相電樞電流基波分量 基礎(chǔ)之上，通過(guò)注入相應(yīng)的高次諧波電流分量產(chǎn)生高次諧波電磁轉(zhuǎn)矩，該類方法較適合于 永磁電機(jī)反電勢(shì)為正弦的情況；對(duì)于基于電壓空間矢量調(diào)制的id = 0矢量控制策略(因此 特別適合于交直軸電感相等的表面貼裝式永磁電機(jī))，根據(jù)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩與q軸電流成線 性關(guān)系，計(jì)算出附加的q軸諧波電流<，使得注入的諧波電流^與直軸永磁磁鏈相互耦合，產(chǎn) 生附加的q軸高次電磁轉(zhuǎn)矩諧波分量，與定位力矩中的基波與高次諧波分量幅值相等，相 位相反，可以相互抵消，從而達(dá)到抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的目的，該類方法也需要計(jì)算注入的諧波電 流大小。而目前廣泛采用的基于直接轉(zhuǎn)矩控制的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)并不需要計(jì)算注入的諧波電 流。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本發(fā)明目的是在于提供一種簡(jiǎn)單、成本低、通用性好 的基于直接轉(zhuǎn)矩控制的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明對(duì)永磁電機(jī)采用直接轉(zhuǎn)矩控制策略在給定電磁轉(zhuǎn)矩基礎(chǔ)之上直接注入附 加諧波轉(zhuǎn)矩，使得附加諧波轉(zhuǎn)矩與定位力矩中的基波分量及高次諧波分量幅值相等、相位 相反，相互抵消，實(shí)現(xiàn)抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。本發(fā)明具體包括以下步驟(1)通過(guò)有限元仿真結(jié)果或者轉(zhuǎn)矩測(cè)試儀實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)永磁電機(jī)的定位力矩波形 進(jìn)行理論分析，用傅里葉級(jí)數(shù)(函數(shù)不至于太復(fù)雜且盡可能的近似永磁電機(jī)定位力矩)近 似逼近永磁電機(jī)定位力矩，進(jìn)行諧波分析，找出定位力矩中的基波分量和主要高次諧波分 量，高次諧波分量是指諧波分量幅值與基波幅值相比不能忽略的高次諧波分量；(2)采用直接轉(zhuǎn)矩控制策略對(duì)永磁電機(jī)進(jìn)行控制，求解附加諧波轉(zhuǎn)矩，附加諧波轉(zhuǎn) 矩與定位力矩中的基波分量及高次諧波分量幅值相等、相位相反；(3)在給定電磁轉(zhuǎn)矩基礎(chǔ)之上直接注入附加諧波轉(zhuǎn)矩。上述永磁電機(jī)采用轉(zhuǎn)速環(huán)和轉(zhuǎn)矩環(huán)獨(dú)立調(diào)節(jié)的雙閉環(huán)控制。本發(fā)明基于直接轉(zhuǎn)矩控制的永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，提出一種簡(jiǎn)單有效的抑制永磁電 機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的控制方法，尤其是針對(duì)電機(jī)已經(jīng)制造完畢或者購(gòu)買的成品電機(jī)，無(wú)法在電機(jī) 本體上再采取措施。該方法尤其適用于定位力矩較大的永磁電機(jī)，無(wú)需增加電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制 成本，只需修改控制軟件，簡(jiǎn)單有效。本發(fā)明的實(shí)施對(duì)象為永磁電機(jī)，而該類型電機(jī)可以采用矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制 等先進(jìn)的控制策略。因此，該抑制方法只需修改控制軟件，無(wú)需增加控制系統(tǒng)硬件成本，簡(jiǎn) 單易行。具體具有如下優(yōu)點(diǎn)(a)采用所提出了附加諧波轉(zhuǎn)矩注入抑制永磁電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的控制方法，可以直 接在PI調(diào)節(jié)器輸出的給定電磁轉(zhuǎn)矩上直接注入附加諧波轉(zhuǎn)矩，使得注入的附加諧波轉(zhuǎn)矩 與定位力矩中的基波分量及主要高次諧波分量幅值相等、相位相反，從而相互抵消，無(wú)需在 定子或者轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系下計(jì)算增加高次諧波電流分量，易于實(shí)現(xiàn)；(b)現(xiàn)有的從電機(jī)本體設(shè)計(jì)出發(fā)減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的方法，由于各方面的條件限制，受 不同類型電機(jī)結(jié)構(gòu)的制約，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的減小程度有限，此外，針對(duì)電機(jī)本體的方法在減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的同時(shí)，會(huì)對(duì)電機(jī)的空載反電動(dòng)勢(shì)、功率密度和轉(zhuǎn)矩輸出能力等產(chǎn)生影響，同時(shí)增加 制造成本，在實(shí)際產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中有一定的局限性；而本發(fā)明只需修改永磁電機(jī)的控制軟件， 無(wú)需對(duì)電機(jī)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，也無(wú)需增加控制系統(tǒng)硬件成本；(c)通過(guò)實(shí)施本發(fā)明技術(shù)后，既可明顯抑制電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，降低電機(jī)運(yùn)行中的振 動(dòng)與噪聲，拓展電機(jī)的應(yīng)用范圍，同時(shí)又保留了電機(jī)空載磁勢(shì)、轉(zhuǎn)矩輸出能力等特性不變。 且無(wú)需增加系統(tǒng)成本，只需修改相應(yīng)的控制軟件，簡(jiǎn)單易行。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明；圖1為實(shí)施例的永磁電機(jī)定位力矩波形；圖2為圖1的永磁電機(jī)定位力矩諧波分析；圖3是本發(fā)明實(shí)施例的基于直接轉(zhuǎn)矩控制的轉(zhuǎn)矩注入抑制永磁電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的 控制系統(tǒng)框圖；圖4為轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制前后的轉(zhuǎn)速波形；圖5為轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制前后轉(zhuǎn)矩波形；圖6為轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制前的電流波形圖；圖7為轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制后的電流波形圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施方式
，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。本發(fā)明對(duì)永磁電機(jī)采用直接轉(zhuǎn)矩控制策略通過(guò)PI調(diào)節(jié)器1輸出給定電磁轉(zhuǎn)矩， 在給定電磁轉(zhuǎn)矩基礎(chǔ)之上直接注入附加諧波轉(zhuǎn)矩，使得附加諧波轉(zhuǎn)矩與定位力矩中的基波 分量及高次諧波分量幅值相等、相位相反，相互抵消，實(shí)現(xiàn)抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。其中，直接轉(zhuǎn)矩控 制策略為本領(lǐng)域的公知技術(shù)，不再詳述。本發(fā)明無(wú)需任何電流的調(diào)節(jié)與定轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系之間的變換，而是基于轉(zhuǎn)矩和定子磁 鏈給定值與實(shí)際值間的誤差和定子磁鏈位置信號(hào)，并通過(guò)選取合適的電壓空間矢量實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的控制方法具體包括以下步驟(1)通過(guò)有限元仿真結(jié)果或者轉(zhuǎn)矩測(cè)試儀實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)永磁電機(jī)的定位力矩波形 進(jìn)行理論分析，用傅里葉級(jí)數(shù)(函數(shù)不至于太復(fù)雜且盡可能的近似永磁電機(jī)定位力矩)近 似逼近永磁電機(jī)定位力矩，進(jìn)行諧波分析，找出定位力矩中的基波分量和主要高次諧波分 量，高次諧波分量是指諧波分量幅值與基波幅值相比不能忽略的高次諧波分量；針對(duì)不同 的永磁電機(jī)，主要高次諧波分量不同；(2)采用直接轉(zhuǎn)矩控制策略對(duì)永磁電機(jī)進(jìn)行控制，求解附加諧波轉(zhuǎn)矩，附加諧波轉(zhuǎn) 矩與定位力矩中的基波分量及高次諧波分量幅值相等、相位相反；(3)在給定電磁轉(zhuǎn)矩基礎(chǔ)之上直接注入附加諧波轉(zhuǎn)矩。本發(fā)明的永磁電機(jī)為任意相結(jié)構(gòu)的包含有永磁體作為勵(lì)磁源的電機(jī)，包括純永磁 電機(jī)和混合勵(lì)磁電機(jī)。本發(fā)明的實(shí)施對(duì)象為可以采用直接轉(zhuǎn)矩控制策略的永磁電機(jī)，原理是根據(jù)在給定
5電磁轉(zhuǎn)矩上直接注入附加諧波轉(zhuǎn)矩，使得該附加諧波轉(zhuǎn)矩與永磁電機(jī)定位力矩中的基波分 量及高次諧波分量幅值相等，相位相反，從而相互抵消，實(shí)現(xiàn)抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。下面以磁通切換永磁電機(jī)(flux-switching permanent magnet電機(jī)，以下簡(jiǎn)稱 FSPM電機(jī))為例，說(shuō)明該方法的具體實(shí)施步驟和仿真應(yīng)用效果。圖1為采用虛功法有限元計(jì)算得到的定位力矩波形，由圖可以看出定位力矩波 形包含有高次諧波分量，為了對(duì)其建立數(shù)學(xué)表達(dá)式，需要對(duì)其進(jìn)行諧波分析，分析結(jié)果如圖 2所示。表1給出了主要諧波分量的幅值、與基波分量的比值和相位角。
諧波次數(shù)諧波幅值諧波與基波幅值比諧波分量相角(Nm)(%)(O)基波分量1.1110013.562次分量0.5952.9527.393次分量0.032.3119.484次分量0.065.0650.205次分量0.010.78-62.746次分量0.076.34-85.54 表1定位力矩諧波分析可見(jiàn)，定位力矩的總諧波失真THD達(dá)到了 53. 62%，諧波分量很大，而其中最主要 的高次諧波為2次諧波，與基波幅值比達(dá)到了 52. 95%，剩下的其余高次諧波可以忽略不 計(jì)。因此，F(xiàn)SPM電機(jī)的定位力矩可以近似表達(dá)為Tcog = Tcogl+Tcog2(1)其中，基波分量為
Tcogl=Tcm^m(6Prer+Vcogl)(2)二次諧波分量為
Tcog2= Tcm2 Β η(12Ρβ^φ^2)(3)式中，Tcffll為定位力矩基波分量幅值，在這里等于1. 1 INm ；Tcffl2為定位力矩2次諧波 分量幅值，在這里等于0. 59Nm 為定位力矩基波分量相位角；鈐為定位力矩2次諧波 分量相位角；已為電機(jī)電磁極對(duì)數(shù)，θ r為轉(zhuǎn)子位置角。采用直接轉(zhuǎn)矩控制策略，求解注入的附加諧波轉(zhuǎn)矩^，使得該注入的附加諧波轉(zhuǎn) 矩與定位力矩中的基波分量T。。gl及二次諧波分量T。。g2幅值相等，相位相反，可以相互抵 消，從而達(dá)到抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的目的。
因此，需注入的附加諧波轉(zhuǎn)矩7^為C1 = -Tcogl(4)Tcem2 = -Tcog2(5)式中分別為待抵消一次和二次定位力矩的附加諧波轉(zhuǎn)矩。在FSPM電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)基礎(chǔ)之上，結(jié)合上述的轉(zhuǎn)矩注入法，可得到包括轉(zhuǎn) 矩注入法抑制永磁電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的控制系統(tǒng)如圖3所示。根據(jù)電機(jī)的給定轉(zhuǎn)速<與實(shí)時(shí)反饋轉(zhuǎn)速ω〃求出轉(zhuǎn)速差e(n)；轉(zhuǎn)速差e(n)通過(guò) PI調(diào)節(jié)器1得到給定電磁轉(zhuǎn)矩；給定電磁轉(zhuǎn)矩與采用本發(fā)明計(jì)算出的附加諧波轉(zhuǎn)矩經(jīng)過(guò)求 和模塊2，得到參考轉(zhuǎn)矩Tl ；參考轉(zhuǎn)矩7^與轉(zhuǎn)矩實(shí)際值相比較，誤差信號(hào)通過(guò)轉(zhuǎn)矩滯環(huán)控制 器3獲得0、1控制信號(hào)τ ；磁鏈給定值<//與通過(guò)磁鏈幅值與角位置計(jì)算模塊11得到的磁 鏈反饋值相比較，誤差信號(hào)通過(guò)磁鏈滯環(huán)控制器4獲得0、1控制信號(hào)Φ，然后綜合當(dāng)前 磁鏈所在區(qū)域θ，按開(kāi)關(guān)狀態(tài)選擇表5選擇適當(dāng)?shù)碾妷嚎臻g矢量，驅(qū)動(dòng)逆變器6中電力電子 器件開(kāi)通與關(guān)斷，輸出調(diào)節(jié)永磁電機(jī)8繞組中的端電壓Ua、Ub、U。，然后，通過(guò)電流傳感器測(cè) 得電機(jī)三相電流ia、ib、i。，三相電流經(jīng)過(guò)定子靜止三相/定子靜止兩相3s/k變換9，求得 兩相靜止坐標(biāo)系下的電流ia和ie，由開(kāi)關(guān)狀態(tài)及直流母線電壓計(jì)算模塊7計(jì)算出兩相靜 止坐標(biāo)系下的電壓Ua和U0，由兩相靜止坐標(biāo)系下電壓與電流經(jīng)磁鏈觀測(cè)器10計(jì)算出定子 磁鏈，進(jìn)而經(jīng)轉(zhuǎn)矩觀測(cè)器12得到轉(zhuǎn)矩觀測(cè)值與PI調(diào)節(jié)器1輸出的給定電磁轉(zhuǎn)矩進(jìn)行比較， 其誤差信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器3后獲得0或1控制信號(hào)，按開(kāi)關(guān)狀態(tài)選擇表5選擇適當(dāng)?shù)碾妷?空間矢量，控制定子磁鏈的旋轉(zhuǎn)速度及方向；通過(guò)光電編碼器13測(cè)得永磁電機(jī)8的脈沖信 號(hào)，經(jīng)過(guò)速度檢測(cè)模塊14計(jì)算出電機(jī)的實(shí)時(shí)反饋轉(zhuǎn)速ωρ永磁電機(jī)采用轉(zhuǎn)速環(huán)和轉(zhuǎn)矩環(huán)獨(dú)立調(diào)節(jié)的雙閉環(huán)控制。轉(zhuǎn)速環(huán)是為了控制轉(zhuǎn)速， 轉(zhuǎn)矩環(huán)是為了控制轉(zhuǎn)矩。根據(jù)圖3所示的直接轉(zhuǎn)矩控制策略下抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)方法建立Matlab/Simulink仿
真模型。圖4為轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制前后的轉(zhuǎn)速波形，可以看出，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制后，轉(zhuǎn)速脈動(dòng)得到 了很大的改善。圖5給出了轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制前后轉(zhuǎn)矩仿真波形，由圖可以看出，抑制前轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)峰 峰值達(dá)到3Nm，抑制后轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)峰峰值只有1. 8Nm，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)得到明顯降低且轉(zhuǎn)矩平滑性比 較好。圖6為轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制前的電流波形圖，圖7為轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制后的電流波形圖。抑 制前電流接近正弦性，抑制后電流有諧波成份，且正弦性變差，該諧波成份是由所加的附加 諧波轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變 化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其 等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種基于直接轉(zhuǎn)矩控制的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制方法，其特征在于，對(duì)永磁電機(jī)采 用直接轉(zhuǎn)矩控制策略在給定電磁轉(zhuǎn)矩基礎(chǔ)之上直接注入附加諧波轉(zhuǎn)矩，使得附加諧波轉(zhuǎn) 矩與定位力矩中的基波分量及高次諧波分量幅值相等、相位相反，相互抵消，實(shí)現(xiàn)抑制轉(zhuǎn)矩 脈動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于直接轉(zhuǎn)矩控制的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制方法，其特征在 于，具體包括以下步驟(1)通過(guò)有限元仿真結(jié)果或者轉(zhuǎn)矩測(cè)試儀實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)永磁電機(jī)的定位力矩波形進(jìn)行 理論分析，用傅里葉級(jí)數(shù)近似逼近永磁電機(jī)定位力矩，進(jìn)行諧波分析，找出定位力矩中的基 波分量和主要高次諧波分量，所述高次諧波分量是指諧波分量幅值與基波幅值相比不能忽 略的高次諧波分量；(2)采用直接轉(zhuǎn)矩控制策略對(duì)永磁電機(jī)進(jìn)行控制，求解附加諧波轉(zhuǎn)矩，所述附加諧波轉(zhuǎn) 矩與定位力矩中的基波分量及高次諧波分量幅值相等、相位相反；(3)在給定電磁轉(zhuǎn)矩基礎(chǔ)之上直接注入附加諧波轉(zhuǎn)矩。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于直接轉(zhuǎn)矩控制的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制方法，其特 征在于，所述永磁電機(jī)采用轉(zhuǎn)速環(huán)和轉(zhuǎn)矩環(huán)獨(dú)立調(diào)節(jié)的雙閉環(huán)控制。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于直接轉(zhuǎn)矩控制的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制方法，對(duì)永磁電機(jī)采用直接轉(zhuǎn)矩控制策略在給定電磁轉(zhuǎn)矩基礎(chǔ)之上直接注入附加諧波轉(zhuǎn)矩，使得附加諧波轉(zhuǎn)矩與定位力矩中的基波分量及高次諧波分量幅值相等、相位相反，相互抵消，實(shí)現(xiàn)抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。本發(fā)明是針對(duì)電機(jī)已經(jīng)制造完畢或者購(gòu)買的成品電機(jī)，尤其是定位力矩較大的永磁電機(jī)，本發(fā)明無(wú)需增加電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制成本，只需修改控制軟件，簡(jiǎn)單有效、成本低、通用性好。
文檔編號(hào)H02P6/10GK102088265SQ201110054889
公開(kāi)日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月8日
發(fā)明者程明, 花為, 賈紅云 申請(qǐng)人:東南大學(xué)