一種抑制電動機諧波的電機控制器及諧波抑制方法，它涉及一種諧波抑制控制器及諧波抑制方法。本發明專利技術的目的是為了解決現有技術中的電機控制器以及諧波抑制方法存在不能精確抑制由定子繞組整距和定子齒引起的電動機各次諧波的問題。本發明專利技術的信號發生單元包括三角波發生器、高通濾波器、比較器和電機控制芯片，功率變換單元包括功率變換器，三角波發生器的輸出端連接比較器，電機控制芯片D/A接口連接比較器，比較器的輸出端連接驅動電路，驅動電路的輸出端連接功率變換器，功率變換器的輸出端為抑制電動機諧波的電機控制器的輸出端。本發明專利技術產生的驅動信號更加精準。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種諧波抑制控制器及諧波抑制方法，具體涉及一種抑制電動機諧波的電機控制器及諧波抑制方法，屬于電機控制
技術介紹
交流電機繞組的電勢中，除了基波外還存在由主極磁場在空間的非正弦分布和定子表面開槽引起的諧波電勢，諧波電勢對電機的運行性能有很大的影響。電機繞組采用短距是為了降低繞組的諧波電勢，同時也削弱了基波電勢；全數字化電機控制輸出的SPWM驅動信號采用近似算法導致控制器輸出電壓的諧波含量增加；雖然全數字化電機控制可以采用諧波注入法抑制控制器輸出電壓諧波和電機本身非線性產生的諧波電流，但是生成SPWM驅動信號的算法求解調制波與載波的交點為超越方程，難于實現精確計算，不能精確抑制各次諧波電流。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了解決現有技術中的電機控制器以及諧波抑制方法存在不能精確抑制由定子繞組整距和定子齒引起的電動機各次諧波的問題。本專利技術的技術方案是：一種抑制電動機諧波的電機控制器，包括信號發生單元、驅動電路、檢測單元和功率變換單元，信號發生單元的輸出端通過驅動電路連接功率變換單元，功率變換單元的輸出端連接電機，所述檢測單元的輸入端連接功率變換單元的輸出端，檢測單元的輸出端連接信號發生單元，所述信號發生單元包括三角波發生器、高通濾波器、比較器和電機控制芯片，功率變換單元包括功率變換器，三角波發生器的輸出端連接比較器，電機控制芯片D/A接口連接比較器，比較器的輸出端連接驅動電路，驅動電路的輸出端連接功率變換器，功率變換器的輸出端為抑制電動機諧波的電機控制器的輸出端。抑制電動機諧波的電機控制器包括供電單元，所述供電單元包括交流電源接口和整流電路，外部交流電源通過交流電源接口連接整流電路，整流電路的輸出端連接功率變換器。所述檢測單元包括電流檢測電路和信號調理電路，電流檢測電路的輸入端連接功率變換器的輸出端，電流檢測電路的輸出端連接信號調理電路，信號調理電路的輸出端連接電機控制芯片的A/D接口。檢測電機電流，經信號調理電路轉換為可進行A/D轉換的信號，電機控制芯片通過檢測的電流信號得到復合電壓信號后由電機控制芯片的D/A輸出。一種抑制電動機諧波的電機控制器的諧波抑制方法，包括以下步驟：步驟一、利用檢測單元檢測電機電流，確定控制電機所需的電壓值幅值、各次諧波電流值和相位，確定各次諧波電壓的實時值，通過開關頻率確定抑制定子齒諧波次數；步驟二、將步驟一所述各次諧波電壓的實時值與電機控制芯片產生的控制電機電壓信號相加得到復合電壓信號；步驟三、將所述復合電壓信號與三角波發生器產生的三角波比較，得出電機控制所需的電壓和頻率以及抑制電機諧波電流的功率器件驅動信號。電機控制芯片生成三相對稱電壓調制信號，其頻率、相位和幅值根據電機運行狀態確定得到的調制信號實時值由D/A接口輸出模擬電壓信號，再經高通濾波器得到交流調制信號與模擬載波信號直接比較輸出精確SPWM信號，此驅動信號控制功率變換電路各相輸出電壓的諧波含量低。本專利技術與現有技術相比具有以下效果：本專利技術提出利用模擬和數字綜合控制技術由數字化生成頻率和幅值可調的正弦波調制信號經D/A轉換生成模擬信號后與模擬電路產生的載波信號直接比較生成精確的SPWM驅動信號和包含可以抑制電機各次諧波電流的復合信號的精確PWM驅動信號；本專利技術結合數字控制和模擬控制的優點，簡化了全數字化控制下的計算載波和調制波交點產生功率器件SPWM驅動信號的不精確算法，具有良好的動態控制響應性能和有效降低控制器輸出電壓的諧波含量。附圖說明圖1為本專利技術的電機控制器的結構框圖；圖2為SPWM驅動信號產生原理示意圖；圖3為3次諧波抑制效果圖。具體實施方式結合附圖說明本專利技術的具體實施方式，本實施方式的一種抑制電動機諧波的電機控制器，包括信號發生單元、驅動電路、檢測單元和功率變換單元，信號發生單元的輸出端通過驅動電路連接功率變換單元，功率變換單元的輸出端連接電機，所述檢測單元的輸入端連接功率變換單元的輸出端，檢測單元的輸出端連接信號發生單元，所述信號發生單元包括三角波發生器、高通濾波器、比較器和電機控制芯片，功率變換單元包括功率變換器，三角波發生器的輸出端連接比較器，電機控制芯片D/A接口經高通濾波器連接比較器，比較器的輸出端連接驅動電路，驅動電路的輸出端連接功率變換器，功率變換器的輸出端為抑制電動機諧波的電機控制器的輸出端。抑制電動機諧波的電機控制器包括供電單元，所述供電單元包括交流電源接口和整流電路，外部交流電源通過交流電源接口連接整流電路，整流電路的輸出端連接功率變換器。所述檢測單元包括電流檢測電路和信號調理電路，電流檢測電路的輸入端連接功率變換器的輸出端，電流檢測電路的輸出端連接信號調理電路，信號調理電路的輸出端連接電機控制芯片的A/D接口。三角波發生器輸出三角波幅值固定，頻率可調的載波信號；電機控制芯片產生數字化的標準正弦波信號由D/A接口輸出模擬電壓作為調制信號，經過高通濾波器得到交流調制信號與模擬載波信號直接比較輸出精確的SPWM信號；功率變換器為電機控制器輸出含有抑制電機諧波電流的各相電壓；所述比較器單元實現載波信號與調制波信號比較，由載波信號與調制波信號的交點確定功率器件的驅動信號如圖2所示；一種抑制電動機諧波的電機控制器的實現方法，包括以下步驟：步驟一、利用檢測單元檢測電機電流，確定控制電機所需的電壓值幅值、各次諧波電流值及諧波電流相位，確定各次諧波電壓的實時值，通過開關頻率確定定子齒諧波次數，具體為：電機控制芯片實現控制電機電壓的調制信號，其中x表示控制器輸出三相電壓ABC，ω＝2πf，由電機狀態確定的三相電壓調制信號的實時值經電機控制芯片的D/A輸出，并由高通濾波器轉換為交流模擬調制信號；檢測單元實現電機電流檢測ix＝Imsin(ωt+θx)，其中x表示電機三相電流ABC，由信號調理電路變換使得電機電流檢測信號與DSP控制芯片的A/D信號匹配；根據電機轉速閉環和電流控制閉環設定，由數字化的電壓信號和數字化的電流信號計算控制器基波電壓幅值、頻率和相位；對數字化的電流信號進行FFT運算得到電機各次諧波電流分量組成和各次諧波電流幅值大小及相位值，諧波電壓值由ui＝-xiii計算，其中負號為抑制諧波電流電壓值，ii為諧波電流值，xi為諧波阻抗，下角標i代表諧波次數，由此確定抑制各次諧波電流的各次諧波電壓大小將各次諧波電壓值相加，再與數字化控制電機電壓信號相加得到控制電機電壓的復合信號，由電機控制芯片本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種抑制電動機諧波的電機控制器，包括信號發生單元、驅動電路、檢測單元、供電單元和功率變換單元，信號發生單元的輸出端通過驅動電路連接功率變換單元，功率變換單元的輸出端連接電機，所述檢測單元的輸入端連接功率變換單元的輸出端，檢測單元的輸出端連接信號發生單元，其特征在于：所述信號發生單元包括三角波發生器、高通濾波器、比較器和電機控制芯片，功率變換單元包括功率變換器，三角波發生器的輸出端連接比較器，電機控制芯片D/A接口連接比較器，比較器的輸出端連接驅動電路，驅動電路的輸出端連接功率變換器，功率變換器的輸出端為抑制電動機諧波的電機控制器的輸出端。
【技術特征摘要】
1.一種抑制電動機諧波的電機控制器，包括信號發生單元、驅動電路、檢測單元、供
電單元和功率變換單元，信號發生單元的輸出端通過驅動電路連接功率變換單元，功率變
換單元的輸出端連接電機，所述檢測單元的輸入端連接功率變換單元的輸出端，檢測單元
的輸出端連接信號發生單元，其特征在于：所述信號發生單元包括三角波發生器、高通濾
波器、比較器和電機控制芯片，功率變換單元包括功率變換器，三角波發生器的輸出端連
接比較器，電機控制芯片D/A接口連接比較器，比較器的輸出端連接驅動電路，驅動電路
的輸出端連接功率變換器，功率變換器的輸出端為抑制電動機諧波的電機控制器的輸出端。
2.根據權利要求1所述一種抑制電動機諧波的電機制控制器，其特征在于：三角波發
生器輸出的載波與控制負載電壓信號經數字化計算后由控制芯片D/A端連接的高通濾波器
輸出同比較器比較，輸出功率器件的精確SPWM驅動信號，使得功率變換器輸出基波電壓
波形畸變率有效降...
【專利技術屬性】
技術研發人員：康爾良，姬北岳，
申請(專利權)人：哈爾濱理工大學，
類型：發明
國別省市：黑龍江;23
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