一种永磁同步电机的谐波注入方法、装置及设备与流程

本发明涉及新能源汽车，特别是指一种永磁同步电机的谐波注入方法、装置及设备。

背景技术：

1、永磁同步电机由两个关键部件组成，即一个多极化永磁转子和带有适当设计绕组的定子。当三相电流通入永磁同步电机定子的三相对称绕组中时，电流产生的磁动势合成一个幅值大小不变的圆形旋转磁动势，圆形旋转磁动势产生的旋转磁场与转子磁场，在定子与转子之间的气隙中形成一个合成磁场，它与转子主磁场发生相互作用，产生了一个推动或者阻碍电机旋转的电磁转矩。永磁同步电机的转速恒为同步转速，因此转子主磁场和定子旋转磁动势产生的旋转磁场保持相对静止。

2、现有永磁同步电机的电磁方案中，采用5次、7次谐波模型，由于会引起明显的切向振动，所以会产生较高的振动和噪声。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种永磁同步电机的谐波注入方法、装置及设备，降低永磁同步电机的振动和噪声。

2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

3、一种永磁同步电机的谐波注入方法，包括：

4、确定永磁同步电机的稳态电压方程；

5、在稳态电压含有5次和7次谐波电压的情况下，将所述稳态电压方程变换为目标稳态电压方程；所述目标稳态电压方程中的稳态电压含有6次谐波电压；

6、根据所述目标稳态电压方程，确定含有6次谐波电流的目标谐波电流方程；

7、按照所述目标谐波电流方程，在目标工况点进行6次谐波电流注入。

8、可选的，所述稳态电压包括：d轴的稳态电压ud和q轴的稳态电压uq；

9、其中，所述d轴的稳态电压ud根据永磁同步电机的角速度ω、永磁同步电机的q轴电感lq、q轴电流iq、永磁同步电机的定子绕组电阻rs以及d轴电流id确定；

10、所述q轴的稳态电压uq根据永磁同步电机的角速度ω、永磁同步电机的d轴电感ld、d轴电流id、永磁体磁链、永磁同步电机的定子绕组电阻rs以及q轴电流iq确定。

11、可选的，将所述稳态电压方程变换为目标稳态电压方程，包括：

12、将所述d轴的稳态电压ud和q轴的稳态电压uq含有5次和7次谐波电压的情况下，将所述d轴的稳态电压ud和q轴的稳态电压uq，变换到基波dq同步旋转坐标系下，得到含有6次谐波的目标稳态电压方程。

13、可选的，所述目标稳态电压包括：d轴的目标稳态电压ud目标和q轴的目标稳态电压uq目标；

14、其中，所述d轴的目标稳态电压ud目标根据d轴的1次谐波电压ud1、5次谐波电压u5、永磁同步电机的角速度ω、5次谐波电压直轴、交轴的夹角θa电压、7次谐波电压u7、7次谐波电压直轴、交轴的夹角θb电压以及时间t确定；

15、所述q轴的目标稳态电压uq目标根据q轴的1次谐波电压uq1、5次谐波电压u5、永磁同步电机的角速度ω、5次谐波电压直轴、交轴的夹角θa电压、7次谐波电压u7、7次谐波电压直轴、交轴的夹角θb电压以及时间t确定。

16、可选的，所述目标谐波电流包括：d轴的目标谐波电流id目标和q轴的目标谐波电流iq目标；

17、其中，所述d轴的目标谐波电流id目标根据d轴的1次谐波电流id1、5次谐波电流i5、永磁同步电机的角速度ω、5次谐波电流直轴、交轴的夹角θa电流、7次谐波电流i7、7次谐波电流直轴、交轴的夹角θb电流以及时间t确定；

18、所述q轴的目标谐波电流iq目标根据q轴的1次谐波电流iq1、5次谐波电流i5、永磁同步电机的角速度ω、5次谐波电流直轴、交轴的夹角θa电流、7次谐波电流i7、7次谐波电流直轴、交轴的夹角θb电流以及时间t确定。

19、可选的，按照所述目标谐波电流方程，在目标工况点进行6次谐波电流注入，包括：

20、转速和扭矩对应关系图中，在谐波注入能力范围内等间隔标定目标工况点；

21、在所述目标工况点直接进行6次谐波电流注入。

22、可选的，永磁同步电机的谐波注入方法，还包括：在所述目标工况点之间的谐波注入能力范围，采用差值方式进行6次谐波电流注入。

23、可选的，所述目标工况点通过以下调试过程确定：

24、根据永磁同步电机的振动阶次确定所需要注入的电流阶次；

25、从较低的电压幅值作为起始，调整电压相位0～2π范围内取整数进行调试，将永磁同步电机振动最低值所对应的相位记录，再调节幅值使其降至最低，记录注入的谐波电流；转速不变化，调整扭矩，在上一个记录的相位、幅值点基础上先对相位进行增加和减少以确定最优相位，再对幅值进行调整，得到注入的谐波电流幅值。

26、本发明的实施例还提供一种永磁同步电机的谐波注入装置，包括：

27、确定模块，用于确定永磁同步电机的稳态电压方程；

28、处理模块，用于在稳态电压含有5次和7次谐波电压的情况下，将所述稳态电压方程变换为目标稳态电压方程；所述目标稳态电压方程中的稳态电压含有6次谐波电压；根据所述目标稳态电压方程，确定含有6次谐波电流的目标谐波电流方程；按照所述目标谐波电流方程，在目标工况点进行6次谐波电流注入。

29、本发明的实施例还提供一种处理设备，包括：处理器、存储有计算机程序的存储器，所述计算机程序被处理器运行时，执行如上所述的方法。

30、本发明的上述方案至少包括以下有益效果：

31、本发明的上述方案，通过获取永磁同步电机的稳态电压方程；在稳态电压含有5次和7次谐波电压的情况下，将所述稳态电压方程变换为目标稳态电压方程；所述目标稳态电压方程中的稳态电压含有6次谐波电压；根据所述目标稳态电压方程，确定含有6次谐波电流的目标谐波电流方程；按照所述目标谐波电流方程，在目标工况点进行6次谐波电流注入；解决永磁同步电机切向电磁力主要阶次的振动和噪声问题，改善整车运行过程中，中低车速电机的噪声表现。

技术特征：

1.一种永磁同步电机的谐波注入方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的永磁同步电机的谐波注入方法，其特征在于，所述稳态电压包括：d轴的稳态电压ud和q轴的稳态电压uq；

3.根据权利要求2所述的永磁同步电机的谐波注入方法，其特征在于，将所述稳态电压方程变换为目标稳态电压方程，包括：

4.根据权利要求3所述的永磁同步电机的谐波注入方法，其特征在于，所述目标稳态电压包括：d轴的目标稳态电压ud目标和q轴的目标稳态电压uq目标；

5.根据权利要求3所述的永磁同步电机的谐波注入方法，其特征在于，所述目标谐波电流包括：d轴的目标谐波电流id目标和q轴的目标谐波电流iq目标；

6.根据权利要求3所述的永磁同步电机的谐波注入方法，其特征在于，按照所述目标谐波电流方程，在目标工况点进行6次谐波电流注入，包括：

7.根据权利要求6所述的永磁同步电机的谐波注入方法，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求6所述的永磁同步电机的谐波注入方法，其特征在于，所述目标工况点通过以下调试过程确定：

9.一种永磁同步电机的谐波注入装置，其特征在于，包括：

10.一种处理设备，其特征在于，包括：处理器、存储有计算机程序的存储器，所述计算机程序被处理器运行时，执行如权利要求1至8任一项所述的方法。

技术总结
本发明提供一种永磁同步电机的谐波注入方法、装置及设备，方法包括：获取永磁同步电机的稳态电压方程；在稳态电压含有5次和7次谐波电压的情况下，将所述稳态电压方程变换为目标稳态电压方程；所述目标稳态电压方程中的稳态电压含有6次谐波电压；根据所述目标稳态电压方程，确定含有6次谐波电流的目标谐波电流方程；按照所述目标谐波电流方程，在目标工况点进行6次谐波电流注入。本发明的方案可以降低永磁同步电机的振动和噪声。

技术研发人员：佟欢,苏正杲,张克军
受保护的技术使用者：北京新能源汽车股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13