基于谐波电流滤除和提取的基波电流控制方法与流程

本发明涉及电机控制，具体地涉及一种基于谐波电流滤除和提取的基波电流控制方法。

背景技术：

1、随着新能源电动汽车技术的不断发展，为满足新能源电动汽车驾驶舒适性的要求，电机扭矩的控制精确性和稳定性的要求越来越高，如何在不影响系统精确性的前提下最大限度地提高扭矩的稳定性是当前主要的研究方向。对于新能源电动汽车而言，交直轴电流的稳定性直接决定了其扭矩能否稳定输出，因此当前有大量的研究针对提高电流控制器的性能，如减小电流冲击、减小电流纹波等，以达到电流的稳定性。

2、针对电机电流控制稳定性的优化，当前的研究主要集中在电流环控制器的设计优化，而忽略了对电流本身的分析。针对新能源电动汽车主流使用的永磁同步电机，通常使用霍尔传感器采集三相电流，再经过坐标变换将电流转换到交直轴上进行控制。但是，永磁同步电机在运行中会产生大量谐波，例如含量较高的5次和7次谐波电流，这些谐波电流将导致交直轴电流不再是理想的直流电流，必然引起原有电流环控制器的稳定性，使交直轴电流产生较大的纹波，进而影响扭矩的稳定输出。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的是提供一种基于谐波电流滤除和提取的基波电流控制方法。该控制方法通过对基波电流的控制，解决了当前基波电流控制中因谐波电流导致的非预期电流波动，有效抑制了基波电流的波动，明显减少系统高次谐波的含量，提高了系统电流的收敛速度，电机相电流波形中干扰噪声明显变小，系统运行更加稳定，提高新能源电动汽车的驾驶平顺性。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种基于谐波电流滤除和提取的基波电流控制方法，包括：

3、获取未经过滤波处理的三相电流，作为第一电流；

4、将所述第一电流通过谐波滤除器，滤除所述第一电流的谐波成分，获得仅含有基波成分的三相电流，作为第二电流；

5、将所述第一电流减去所述第二电流，获得仅含有谐波成分的三相电流，作为第三电流；

6、将所述第一电流、第二电流和第三电流通过坐标变换，变换为第一交直轴电流、第二交直轴电流和第三交直轴电流；

7、将所述第一交直轴电流、第二交直轴电流和第三交直轴电流输入控制器，获得控制输出电压；

8、根据所述控制输出电压对电机进行控制。

9、可选地，将所述第一电流减去所述第二电流，获得仅含有谐波成分的三相电流，作为第三电流，包括：

10、根据公式(1)计算所述第三电流，

11、ia,b,charm＝ia,b,c-ia,b,cbase，   (1)

12、其中，ia,b,c为第一电流，ia,b,cbase为第二电流，ia,b,charm为第三电流。

13、可选地，将所述第一交直轴电流、第二交直轴电流和第三交直轴电流输入控制器，获得控制输出电压，包括：

14、将所述第一交直轴电流输入第一基波电流控制器，获得第一输出电压；

15、将所述第二交直轴电流输入前馈控制器，获得第二输出电压；

16、根据所述第一输出电压和所述第二输出电压，确定第一控制输出电压。

17、可选地，将所述第二交直轴电流输入前馈控制器，获得第二输出电压，包括：

18、根据公式(2)计算所述第二交直轴电流的第二d轴电压，

19、udharm＝rsidharm-ωlqiqharm，  (2)

20、其中，udharm为第二d轴电压，rs为定子电阻，idharm为第二d轴电流，ω为角频率，lq为q轴电感，iqharm为第二q轴电流。

21、可选地，将所述第二交直轴电流输入前馈控制器，获得第二输出电压，包括：

22、根据公式(3)计算所述第二交直轴电流的第二q轴电压，

23、

24、其中，uqharm为第二q轴电压，为磁链系数，ld为d轴电感。

25、可选地，根据所述第一输出电压和所述第二输出电压，确定第一控制输出电压，包括：

26、根据公式(4)计算所述第一控制输出电压，

27、

28、其中，为第一控制输出电压，ud,qbase为第一输出电压，ud,qharm为第二输出电压。

29、可选地，将所述第一交直轴电流、第二交直轴电流和第三交直轴电流输入控制器，获得控制输出电压，包括：

30、将所述第三交直轴电流输入第二基波电流控制器，获得第三输出电压；

31、将所述第三输出电压确定为第二控制输出电压。

32、可选地，将所述第一交直轴电流、第二交直轴电流和第三交直轴电流输入控制器，获得控制输出电压，包括：

33、将所述第一控制输出电压和所述第二控制输出电压输入到控制电压选择器，选择控制输出电压。

34、可选地，将所述第一控制输出电压和所述第二控制输出电压输入到控制电压选择器，选择控制输出电压，包括：

35、判断电机的转速是否小于阈值；

36、在判断电机的转速小于阈值的情况下，所述控制电压选择器选择第一控制输出电压作为控制输出电压；

37、在判断电机的转速大于或等于阈值的情况下，所述控制电压选择器选择第二控制输出电压作为控制输出电压。

38、可选地，根据所述控制输出电压对电机进行控制，包括：

39、将所述控制输出电压输入逆变器，通过逆变器对电机进行控制。

40、通过上述技术方案，本发明提供一种基于谐波电流滤除和提取的基波电流控制方法，通过获取未经过滤波处理的三相电流作为第一电流，将第一电流通过谐波滤除器，滤除第一电流的谐波成分，获得仅含有基波成分的三相电流作为第二电流，将第一电流减去第二电流，获得仅含有谐波成分的三相电流作为第三电流，将第一电流、第二电流和第三电流通过坐标变换，变换为第一交直轴电流、第二交直轴电流和第三交直轴电流，将第一交直轴电流、第二交直轴电流和第三交直轴电流输入控制器，获得控制输出电压，根据控制输出电压对电机进行控制。本发明通过对基波电流的控制，解决了当前基波电流控制中因谐波电流导致的非预期电流波动，进而减小新能源电动汽车的扭矩波动，提高车辆的驾驶舒适性。

41、本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种基于谐波电流滤除和提取的基波电流控制方法，其特征在于，所属控制方法包括：

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，将所述第一电流减去所述第二电流，获得仅含有谐波成分的三相电流，作为第三电流，包括：

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，将所述第一交直轴电流、第二交直轴电流和第三交直轴电流输入控制器，获得控制输出电压，包括：

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，将所述第二交直轴电流输入前馈控制器，获得第二输出电压，包括：

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，将所述第二交直轴电流输入前馈控制器，获得第二输出电压，包括：

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，根据所述第一输出电压和所述第二输出电压，确定第一控制输出电压，包括：

7.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，将所述第一交直轴电流、第二交直轴电流和第三交直轴电流输入控制器，获得控制输出电压，包括：

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，将所述第一交直轴电流、第二交直轴电流和第三交直轴电流输入控制器，获得控制输出电压，包括：

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，将所述第一控制输出电压和所述第二控制输出电压输入到控制电压选择器，选择控制输出电压，包括：

10.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，根据所述控制输出电压对电机进行控制，包括：

技术总结本发明实施例提供一种基于谐波电流滤除和提取的基波电流控制方法，涉及电机控制技术领域。所述控制方法包括：获取未经过滤波处理的三相电流，作为第一电流；将第一电流通过谐波滤除器，滤除第一电流的谐波成分，获得仅含有基波成分的三相电流，作为第二电流；将第一电流减去第二电流，获得仅含有谐波成分的三相电流，作为第三电流；将第一电流、第二电流和第三电流通过坐标变换，变换为第一交直轴电流、第二交直轴电流和第三交直轴电流。本发明通过对基波电流的控制，解决了当前基波电流控制中因谐波电流导致的非预期电流波动，进而减小新能源电动汽车的扭矩波动，提高车辆的驾驶舒适性。技术研发人员：刘蕾,胡生瑞,张陈,段锐,王学彬受保护的技术使用者：合肥巨一动力系统有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9