BLDC电机全转速段异常音主动消除方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及BLDC电机的降噪技术领域，具体涉及BLDC电机全转速段异常音主动消除方法及装置，该方法包括以下步骤，S1：获取电机的三相电流、电角度θ、和角速度ω，并结合噪声和频谱数据，计算出电流谐波补偿所需要的噪音频率与基波频率的倍数N，参考系数X，补偿电角度N

【技术实现步骤摘要】
BLDC电机全转速段异常音主动消除方法及装置


[0001]本专利技术涉及永磁同步BLDC电机系统的异常音消除
，具体涉及BLDC电机全转速段异常音主动消除方法及装置。

技术介绍

[0002]随着生活水平日益提高，人们对空调静音的需求越来越苛刻。目前，对空调风机电机的降噪处理，主要通过在结构上修改塑胶弹垫的材质来改变弹垫软硬程度或者更改本体结构，又或者在控制上通过更改进角的方式来消除和抑制噪音。
[0003]永磁同步电机在工作过程中，由于PWM开关器件死区时间、管压降等特性以及电机本身气隙磁场畸变将造成电机定子相电流畸变，使定子相电流中不仅含有基波分量，同时含有5次、7次、11次、13次等高次谐波分量，这些分量容易造成电机转矩脉动增大，转速产生抖动、不稳定，同时有可能使电机与风机系统共振产生异常音。上述方法各自存着一定的缺陷，仅仅能一定范围内抑制和降低噪音。通过修改塑胶弹垫的材质来改变弹垫软硬程度不仅需要打样各种材料配比的弹垫，还需要经过大量的实验，不仅周期长，而且在人工和测试上耗费颇多，而最终的成果只能解决某些转速段和频率段的噪音，对于上述的异常音无能为力；至于更改本体结构则需要重新开模，开模周期较长，费用昂贵；若在控制上采用更改进角的方式来降噪，则会直接影响电机效率，而且即使能够抑制某些频率段和转速噪音，但是其在其他转速段和频率段时仍然会出现异常音。
[0004]为此，急需研制成本低，且能够实现BLDC电机全转速段异常音主动消除方法及装置。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是克服上述现有BLDC电机降噪成本高且仅能作用部分转速段的缺陷，提供成本低的BLDC电机全转速段异常音主动消除方法及装置。
[0006]为实现上述目的，本专利技术在第一方面通过以下技术方案得以实现：BLDC电机全转速段异常音主动消除方法，基于电流谐波补偿对电机进行降噪，包括以下步骤，S1：获取电机的三相电流、电角度θ、和角速度ω，并结合预先获得电机系统的噪声和频谱数据，分析计算出电流谐波补偿所需要的噪音频率与基波频率的倍数N，参考系数X，补偿电角度N
θ
，以及对所述参考系数X变换噪音补偿所需要的dq轴电流N
θId
和N
θIq
；S2：获取电机矢量控制系统的i
dref
和i
qref
并根据所述补偿电角度N
θ
，计算出主动噪音补偿所需要的目标电压补偿值N
θValpha
和N
θVbeta
,计算出电压补偿值N
θidref
和N
θiqref
；S3：根据在步骤S1和步骤S2中计算出的N
θ
、N
θId
、N
θIq
、N
θidref
和N
θiqref
，计算出补偿后参考电压矢量V
alpha
和V
beta
；S4：根据步骤S3中计算出的V
alpha
和V
beta
生成PWM信号，用以控制三相逆变器来驱动电机。
[0007]本专利技术进一步优选方案为：在所述的步骤S1中，所述电机的噪声和频谱数据为电机未进行补偿时，在调速过程中的采集的噪音频谱分析信息；通过所述角速度ω计算出当前转速，并根据当前转速在所述噪声和频谱数据中找到对应该转速的噪音频率与基波频率
的倍数N以及系数X。
[0008]本专利技术进一步优选方案为：所述补偿电角度N
θ
为所述角速度ω与倍数N相乘后进行积分运算的值。
[0009]本专利技术进一步优选方案为：所述对参考系数X变换噪音补偿所需要的dq轴电流N
θId
和N
θIq
的计算公式如下：
[0010]N
θIq
＝I
beta
*cos(N
θ
)*X
‑
I
alpha
*sin(N
θ
)*X
ꢀꢀꢀꢀ
(1)；
[0011]N
θId
＝I
beta
*sin(N
θ
)*X+I
alpha
*cos(N
θ
)*X
ꢀꢀꢀꢀ
(2)；
[0012]式中I
alpha
和I
beta
的数值是通过将Ia和Ib进行旋转坐标系向静止坐标系转换获得的；Ia为电机的a相电流，Ib为电机的b相电流；旋转坐标系向静止坐标系转换的公式为
[0013]I
alpha
＝Ia
ꢀꢀꢀꢀ
(3)；
[0014][0015]本专利技术进一步优选方案为：所述的补偿后参考电压矢量V
alpha
和V
beta
的计算过程如下：
[0016]计算N
θidref
与N
θId
的偏差值，其结果进行低通滤波得N
θVd
；计算N
θiqref
与N
θIq
的偏差值，其结果也进行低通滤波得N
θVq
。
[0017]分别将N
θVd
和N
θVq
带入下列公式
[0018]N
θValpha
＝
‑
(N
θVd
*cos(N
θ
)
‑
N
θVq
*sin(N
θ
))
ꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0019]N
θVbeta
＝
‑
(N
θVq
*cos(N
θ
)+N
θVd
*sin(N
θ
))
ꢀꢀꢀꢀ
(6)
[0020]计算出电压补偿值N
θValpha
和N
θVbeta
。
[0021]最后将预先从电机矢量控制系统获得的Valpha和Vbeta值分别减去计算出的电压补偿值N
θValpha
和N
θVbeta
，得到补偿后参考电压矢量V
alpha
和V
beta
。
[0022]本专利技术在第二方面提供了BLDC电机全转速段异常音主动消除装置，设置在BLDC电机的控制电路上，BLDC电机的控制电路包括矢量控制器、空间矢量脉宽调制电路，以及与BLDC电机相连的三相逆变器；所述BLDC电机全转速段异常音主动消除装置采用如第一方面所述的BLDC电机全转速段异常音主动消除方法，所述BLDC电机全转速段异常音主动消除装置包括参考值计算模块、噪声分析模块，以及噪声处理模块；
[0023]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.BLDC电机全转速段异常音主动消除方法及装置，基于电流谐波补偿对电机进行降噪，其特征在于，包括以下步骤，S1：获取电机的三相电流、电角度θ、和角速度ω，并结合预先获得电机系统的噪声和频谱数据，分析计算出电流谐波补偿所需要的噪音频率与基波频率的倍数N，参考系数X，补偿电角度N
θ
，以及对所述参考系数X变换噪音补偿所需要的dq轴电流N
θId
和N
θIq
；S2：获取电机矢量控制系统的i
dref
和i
qref
并根据所述补偿电角度N
θ
，计算出主动噪音补偿所需要的目标电压补偿值N
θValpha
和N
θVbeta
,计算出电压补偿值N
θidref
和N
θiqref
；S3：根据在步骤S1和步骤S2中计算出的N
θ
、N
θId
、N
θIq
、N
θidref
和N
θiqref
，计算出补偿后参考电压矢量V
alpha
和V
beta
；S4：根据步骤S3中计算出的V
alpha
和V
beta
生成PWM信号，用以控制三相逆变器来驱动电机。2.根据权利要求1所述的BLDC电机全转速段异常音主动消除方法，其特征在于，在所述的步骤S1中，所述电机的噪声和频谱数据为电机未进行补偿时，在调速过程中的采集的噪音频谱分析信息；通过所述角速度ω计算出当前转速，并根据当前转速在所述噪声和频谱数据中找到对应该转速的噪音频率与基波频率的倍数N以及系数X。3.根据权利要求2所述的BLDC电机全转速段异常音主动消除方法，其特征在于，所述补偿电角度N
θ
为所述角速度ω与倍数N相乘后进行积分运算的值。4.根据权利要求1所述的BLDC电机全转速段异常音主动消除方法，其特征在于，所述对参考系数X变换噪音补偿所需要的dq轴电流N
θId
和N
θIq
的计算公式如下：a)N
θIq
＝I
beta
*cos(N
θ
)*X
‑
I
alpha
*sin(N
θ
)*X；b)N
θId
＝I
beta
*sin(N
θ
)*X+I
alpha
*cos(N
θ
)*X；式中I
alpha
和I
beta
的数值是通过将Ia和Ib进行旋转坐标系向静止坐标系转换获得的；Ia为电机的a相电流，Ib为电机的b相电流；旋转坐标系向静止坐标系转换的公式为：a)I
alpha
＝Ia；b)5.根据权利要求1所述的BLDC电机全转速段异常音主动消除方法，其特征在于，所述的补偿后参考电压矢量V
alpha
和V
beta
的计算过程如下：计算N
θidref

【专利技术属性】
技术研发人员：方双全，姜泽，王龙，俞益锋，魏君燕，沈夫，杨晖，杜荣法，
申请(专利权)人：卧龙电气驱动集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：