永磁同步电机的控制系统及其力矩波动抑制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种永磁同步电机的控制系统以及一种永磁 同步电机的力矩波动抑制方法。
【背景技术】
[0002] 随着科技的进步和人们生活水平的提高，用户对电器设备例如空调的舒适性提出 了更高的要求，而噪声性能是衡量空调系统舒适性的一个重要方面。
[0003] 其中，空调系统中永磁同步电机的噪音是空调系统噪音的主要来源之一，而对于 永磁同步电机而言，其力矩波动是产生噪声的主要来源之一。然而，相关技术中，通过减小 永磁同步电机的力矩波动来降低噪声的方法有很多，但都不能取得较好的效果，或者在取 得较好效果的同时控制方法较为复杂，且需要投入很高的成本。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术缺陷。
[0005] 为此，本发明的一个目的在于提出一种永磁同步电机的控制系统，该控制系统能 够有效减小永磁同步电机的力矩波动，提高永磁同步电机运行的平稳性，从而有效抑制永 磁同步电机的振动与噪声，并且成本低。
[0006] 本发明的另一个目的在于提出一种永磁同步电机的力矩波动抑制方法。
[0007] 为达到上述目的，本发明一方面实施例提出的一种永磁同步电机的控制系统，包 括：电流采样模块，用于采样永磁同步电机的三相电流la、lb、Ic;位置估计器，用于估计所 述永磁同步电机的转子的位置和速度以获得转子的估计角度和转子的估计速度；速度校正 模块，用于根据目标速度对所述转子的估计速度进行速度校正以获得交轴目标电流Iqref; 第一坐标转换模块，用于对所述三相电流la、lb、Ic进行坐标转换以获得直轴电流Id和交 轴电流Iq;电流校正模块，用于根据直轴目标电流Idref和所述交轴目标电流Iqref分别 对直轴电流Id和交轴电流Iq进行电流校正以获得直轴电压VOd和交轴电压VOq;谐波抑 制模块，用于根据所述三相电流la、lb、Ic和所述转子的估计角度获得直轴补偿电压Vdcom 和交轴补偿电压Vqcom，并将所述直轴补偿电压Vdcom和交轴补偿电压Vqcom分别叠加到直 轴电压VOd和交轴电压VOq以获得补偿后的直轴电压Vd和补偿后的交轴电压Vq;第二坐 标转换模块，用于对所述补偿后的直轴电压Vd和补偿后的交轴电压Vq进行坐标转换以获 得控制所述永磁同步电机的三相电压Va、Vb、Vc。
[0008] 根据本发明实施例提出的永磁同步电机的控制系统，通过第一坐标转换模块对三 相电流la、lb、Ic进行坐标转换以获得直轴电流Id和交轴电流Iq，同时速度校正模块根 据目标速度对转子的估计速度进行速度校正以获得交轴目标电流Iqref，从而电流校正模 块根据直轴目标电流Idref和交轴目标电流Iqref分别对直轴电流Id和交轴电流Iq进 行电流校正以获得直轴电压VOd和交轴电压V0q，并且谐波抑制模块根据三相电流la、lb、 Ic和转子的估计角度获得直轴补偿电压Vdcom和交轴补偿电压Vqcom，然后将直轴补偿电 压Vdcom和交轴补偿电压Vqcom分别叠加到直轴电压VOd和交轴电压VOq以获得补偿后的 直轴电压Vd和补偿后的交轴电压Vq，最后第二坐标转换模块对补偿后的直轴电压Vd和补 偿后的交轴电压Vq进行坐标转换以获得控制永磁同步电机的三相电压Va、Vb、Vc。因此， 本发明的永磁同步电机的控制系统通过在直轴电压VOd和交轴电压VOq上分别叠加补偿量 Vdcom和Vqcom,从而能够有效抑制永磁同步电机的力矩波动，提高永磁同步电机运行的平 稳性，有效降低永磁同步电机的振动与噪声，而且，该控制系统实现简单，不需要增加硬件 成本，成本低。
[0009] 在本发明的一个实施例中，所述谐波抑制模块包括：第三坐标转换子模块和第一 低通滤波器，所述第三坐标转换子模块用于根据所述转子的估计角度对所述三相电流la、 lb、Ic中的5次谐波电流进行坐标转换，所述第一低通滤波器对坐标转换后的5次谐波电流 进行滤波处理以获得所述5次谐波电流的直轴电流I5d和交轴电流I5q;第四坐标转换子 模块和第二低通滤波器，所述第四坐标转换子模块用于根据所述转子的估计角度对所述三 相电流Ia、Ib、Ic中的7次谐波电流进行坐标转换，所述第二低通滤波器对坐标转换后的7 次谐波电流进行滤波处理以获得所述7次谐波电流的直轴电流I7d和交轴电流I7q;PI调 节器，所述PI调节器根据所述5次谐波电流的直轴电流I5d和所述7次谐波电流的直轴电 流I7d获得所述直轴补偿电压Vdcom，并根据所述5次谐波电流的交轴电流I5q和所述7次 谐波电流的交轴电流I7q获得所述交轴补偿电压Vqcom。
[0010] 通过在直轴电压VOd和交轴电压VOq分别叠加直轴补偿电压Vdcom和交轴补偿电 压Vqcom,从而能够有效抑制永磁同步电机运行时三相电流Ia、Ib、Ic中的5次谐波、7次谐 波，进而抑制永磁同步电机的力矩波动。
[0011] 具体地，所述第三坐标转换子模块根据以下公式获得所述5次谐波电流的直轴电 流I5d和交轴电流I5q:
[0012]
【主权项】
1. 一种永磁同步电机的控制系统，其特征在于，包括： 电流采样模块，用于采样永磁同步电机的三相电流la、lb、Ic; 位置估计器，用于估计所述永磁同步电机的转子的位置和速度以获得转子的估计角度 和转子的估计速度； 速度校正模块，用于根据目标速度对所述转子的估计速度进行速度校正以获得交轴目 标电流Iqref; 第一坐标转换模块，用于对所述三相电流la、lb、Ic进行坐标转换以获得直轴电流Id和交轴电流Iq; 电流校正模块，用于根据直轴目标电流Idref和所述交轴目标电流Iqref分别对直轴 电流Id和交轴电流Iq进行电流校正以获得直轴电压VOd和交轴电压VOq; 谐波抑制模块，用于根据所述三相电流la、lb、Ic和所述转子的估计角度获得直轴补 偿电压Vdcom和交轴补偿电压Vqcom，并将所述直轴补偿电压Vdcom和交轴补偿电压Vqcom 分别叠加到直轴电压VOd和交轴电压VOq以获得补偿后的直轴电压Vd和补偿后的交轴电 压Vq; 第