电机谐波控制方法、控制器、电机、电动汽车及存储介质与流程

    专利2026-02-15  16


    本技术涉及电机控制,尤其涉及一种电机谐波控制方法、控制器、电机、电动汽车及存储介质。


    背景技术:

    1、在电机控制中,主要通过控制其电流实现转矩的输出。电流中除了包含基波电流外还含有丰富的电流谐波。电流谐波的存在使得电机的总输出电流增大,不仅没有产生有效的输出矩阵,还增加了转矩脉动,使得输出转矩不够平稳,这就产生了电机或者电动汽车整车的nvh(noise、vibration、harshness,噪声、振动与声振粗糙度)问题,此外,电流谐波还会带来诸如电机损耗增大、效率降低等问题,因此降低电流谐波对系统的影响至关重要。

    2、而目前的电流谐波抑制方法主要包括反馈控制和前馈控制,由于反馈控制的响应速度和动态性能较差,因此往往需要搭配前馈控制共同对电流谐波进行控制。但是,由于电机电感是电机控制中的核心参数,其数值会根据电流大小而改变,并且电感在高频电流下的对应关系还不明确,因此,如果搭配使用响应速度极快的前馈控制,则会容易产生计算错误、系统振荡等问题。


    技术实现思路

    1、本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本技术提出一种电机谐波控制方法、控制器、电机、电动汽车及存储介质,不但能够提升系统谐波抑制的响应速度和动态性能,而且还能够降低计算错误和系统振荡等问题。

    2、第一方面,本技术实施例提供了一种电机谐波控制方法,包括:根据目标谐波次数n对电机采样电流进行变换和滤波,得到n次谐波电流分量;对所述n次谐波电流分量进行反馈控制计算,得到第一n次谐波控制电压;根据与所述目标谐波次数n对应的预设电感参数对所述n次谐波电流分量进行前馈控制计算,得到第二n次谐波控制电压,其中,所述预设电感参数由历史的期望n次谐波控制电压调整得到;根据所述第一n次谐波控制电压和所述第二n次谐波控制电压,得到当前的期望n次谐波控制电压;根据所述目标谐波次数n对所述当前的期望n次谐波控制电压进行反变换,得到n次谐波的交流期望电压,根据所述n次谐波的交流期望电压生成谐波控制信号。

    3、根据本技术的一些实施例,所述预设电感参数通过如下步骤调整得到:

    4、获取历史指令电流、历史电机采样电流和历史的期望n次谐波控制电压;

    5、当所述历史指令电流和所述历史电机采样电流的差值小于或等于预设阈值,根据所述历史的期望n次谐波控制电压对所述预设电感参数进行调整。

    6、根据本技术的一些实施例,所述根据所述历史的期望n次谐波控制电压对所述预设电感参数进行调整,包括:

    7、获取电机相电阻、历史电机电频率、历史谐波磁链和历史n次谐波电流分量;

    8、根据所述电机相电阻、所述历史电机电频率、所述历史谐波磁链、所述历史n次谐波电流分量和所述历史的期望n次谐波控制电压进行参数反算,得到反算电感参数;

    9、当所述反算电感参数和所述预设电感参数的变化幅度小于或等于预设幅度,将所述反算电感参数作为新的预设电感参数。

    10、根据本技术的一些实施例,在所述得到反算电感参数之后,所述方法还包括:

    11、当所述反算电感参数和所述预设电感参数的变化幅度大于所述预设幅度,保持所述预设电感参数不变。

    12、根据本技术的一些实施例,不同的电机采样电流对应不同的电感电流对应关系,每个所述电感电流对应关系用于表征所述n次谐波电流分量和所述预设电感参数之间的对应关系。

    13、根据本技术的一些实施例,所述根据目标谐波次数n对电机采样电流进行变换和滤波,得到n次谐波电流分量,包括:

    14、根据目标谐波次数n对电机采样电流进行变换,得到dq坐标系下的谐波电流;

    15、对所述dq坐标系下的谐波电流进行低通滤波,得到n次谐波电流分量。

    16、根据本技术的一些实施例,所述根据目标谐波次数n对电机采样电流进行变换,得到dq坐标系下的谐波电流,包括:

    17、对电机采样电流进行坐标系变换,得到dq坐标系下的反馈电流;

    18、根据目标谐波次数n确定park变换的角度;

    19、根据所述park变换的角度对所述dq坐标系下的反馈电流进行变换,得到dq坐标系下的谐波电流。

    20、根据本技术的一些实施例,根据与所述目标谐波次数n对应的预设电感参数对所述n次谐波电流分量进行前馈控制计算,得到第二n次谐波控制电压,包括:

    21、获取电机相电阻、当前电机电频率、当前谐波磁链和与所述目标谐波次数n对应的预设电感参数;

    22、根据所述电机相电阻、所述当前电机电频率、所述当前谐波磁链、所述预设电感参数和所述n次谐波电流分量进行前馈控制计算,得到计算电压;

    23、对所述计算电压进行电压取反,得到第二n次谐波控制电压。

    24、根据本技术的一些实施例,根据所述第一n次谐波控制电压和所述第二n次谐波控制电压,得到当前的期望n次谐波控制电压,包括:

    25、对所述第一n次谐波控制电压和所述第二n次谐波控制电压进行相加,得到当前的期望n次谐波控制电压。

    26、根据本技术的一些实施例,所述根据所述目标谐波次数n对所述当前的期望n次谐波控制电压进行反变换,得到n次谐波的交流期望电压,包括:

    27、根据所述目标谐波次数n确定ipark变换的角度;

    28、根据所述ipark变换的角度对所述当前的期望n次谐波控制电压进行坐标系反变换,得到n次谐波的交流期望电压。

    29、根据本技术的一些实施例,所述根据所述n次谐波的交流期望电压生成谐波控制信号,包括:

    30、对所述n次谐波的交流期望电压和所述电机采样电流的基波对应的指令电压进行相加,得到svpwm输入电压;

    31、将所述svpwm输入电压输入至svpwm模块,生成谐波控制信号。

    32、第二方面,本技术实施例提供了一种控制器,包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器运行所述计算机程序时执行如上述第一方面所述的电机谐波控制方法。

    33、第三方面,本技术实施例提供了一种电机,包括如上述第二方面所述的控制器。

    34、第四方面,本技术实施例提供了一种电动汽车,包括如上述第三方面所述的电机。

    35、第五方面,本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质,存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令用于执行如上述第一方面所述的电机谐波控制方法。

    36、根据本技术实施例的技术方案,包括但不限于如下技术效果:首先,本技术实施例会根据目标谐波次数n对电机采样电流进行变换和滤波,得到n次谐波电流分量;接着,再对n次谐波电流分量进行反馈控制计算,得到第一n次谐波控制电压;然后,再根据与目标谐波次数n对应的预设电感参数对n次谐波电流分量进行前馈控制计算,得到第二n次谐波控制电压,其中,预设电感参数由历史的期望n次谐波控制电压调整得到;接着,再根据第一n次谐波控制电压和第二n次谐波控制电压,得到当前的期望n次谐波控制电压;最后,根据目标谐波次数n对当前的期望n次谐波控制电压进行反变换,得到n次谐波的交流期望电压,根据n次谐波的交流期望电压生成谐波控制信号。本技术实施例的电机谐波控制方法同时兼备了反馈控制和前馈控制,首先,由于前馈控制的响应速度较快,因此能够弥补反馈控制的响应速度;其次,前馈控制还能够有效降低反馈控制的压力,使得反馈控制计算的第一n次谐波控制电压只占当前的期望n次谐波控制电压的一小部分,即反馈控制部分仅做微调作用,从而显著提高谐波控制的动态性能;另外,由于前馈控制部分加入了参数反算过程,即前馈控制部分中所采用的预设电感参数是通过历史的期望n次谐波控制电压不断调整得到的,因此能够使得前馈控制计算的参数更加准确,从而减少计算错误和系统振荡等问题。

    37、本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本技术的实践了解到。


    技术特征:

    1.一种电机谐波控制方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述预设电感参数通过如下步骤调整得到:

    3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述历史的期望n次谐波控制电压对所述预设电感参数进行调整,包括:

    4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,在所述得到反算电感参数之后,所述方法还包括:

    5.根据权利要求2至4中任意一项所述的方法,其特征在于,不同的电机采样电流对应不同的电感电流对应关系,每个所述电感电流对应关系用于表征所述n次谐波电流分量和所述预设电感参数之间的对应关系。

    6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据目标谐波次数n对电机采样电流进行变换和滤波,得到n次谐波电流分量,包括:

    7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述根据目标谐波次数n对电机采样电流进行变换,得到dq坐标系下的谐波电流,包括:

    8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据与所述目标谐波次数n对应的预设电感参数对所述n次谐波电流分量进行前馈控制计算,得到第二n次谐波控制电压,包括:

    9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述第一n次谐波控制电压和所述第二n次谐波控制电压,得到当前的期望n次谐波控制电压,包括:

    10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述目标谐波次数n对所述当前的期望n次谐波控制电压进行反变换,得到n次谐波的交流期望电压,包括:

    11.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述n次谐波的交流期望电压生成谐波控制信号,包括:

    12.一种控制器,其特征在于,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至11中任一所述的电机谐波控制方法。

    13.一种电机,其特征在于,包括权利要求12所述的控制器。

    14.一种电动汽车,其特征在于,包括权利要求13所述的电机。

    15.一种计算机可读存储介质,其特征在于,存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令用于执行如权利要求1至11中任一所述的电机谐波控制方法。


    技术总结
    本申请提出了一种电机谐波控制方法、控制器、电机、电动汽车及存储介质,根据目标谐波次数n对电机采样电流进行变换滤波得到n次谐波电流分量;对n次谐波电流分量进行反馈控制得到第一n次谐波控制电压;根据与目标谐波次数n对应的预设电感参数对n次谐波电流分量进行前馈控制得到第二n次谐波控制电压,预设电感参数由历史的期望n次谐波控制电压调整得到;根据第一n次谐波控制电压和第二n次谐波控制电压得到当前的期望n次谐波控制电压;对当前的期望n次谐波控制电压进行反变换得到n次谐波的交流期望电压,根据n次谐波的交流期望电压生成谐波控制信号。不但能提升谐波抑制的响应速度和动态性能,还降低了计算错误和系统振荡等问题。

    技术研发人员:缪周,杨根胜
    受保护的技术使用者:美的威灵电机技术(上海)有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
    转载请注明原文地址:https://wp.8miu.com/read-95242.html

    最新回复(0)