【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及基于多端口阻抗优化的无电解电容永磁同步电机驱动系统谐波抑制方法，属于电机控制。
技术介绍
1、永磁同步电机变频驱动系统主要采用交直交型电路结构。通常来说，为了减小直流环节中母线电压的波动，母线电容选择容量较大的铝电解电容。然而电解电容寿命受环境温度的影响较大(温度每上升10℃，寿命减半)，导致驱动系统可靠性降低。目前，在母线环节中应用小容值薄膜电容可以提高使用寿命，减少体积。薄膜电容受纹波电流影响小，且无爆炸风险，采用薄膜电容的永磁同步电机驱动系统具有高可靠性、高功率密度、低成本的优势，近年来受到学术界和工业界的广泛关注。目前无电解电容电机驱动控制技术在谐波抑制和稳定运行方面仍然面临一些技术挑战。
2、无电解永磁同步电机驱动系统的拓扑结构主要包括：二极管不控整流桥、小容值薄膜电容、三相电压型逆变器和永磁同步电机。随着直流侧电容容值的降低，驱动系统的机网侧能量严重耦合，给电机驱动系统带来一系列问题。例如由滤波电感与母线电容引起的lc谐振会加剧母线电压和网侧电流谐波。而常用有源阻尼控制用于无电解电容电机系统网侧电流谐波抑制时，又会造成机侧谐波增加。
技术实现思路
1、针对有源阻尼控制用于无电解电容电机系统网侧电流谐波抑制时会造成机侧谐波增加的问题，本专利技术提供一种基于多端口阻抗优化的无电解电容永磁同步电机驱动系统谐波抑制方法。
2、本专利技术的一种基于多端口阻抗优化的无电解电容永磁同步电机驱动系统谐波抑制方法，包括：
3、由机侧转矩t
4、由母线电压udc得到其脉动分量udc1，再结合设定阻尼系数gdamp、电机d轴电流id和电机q轴电流iq计算得到网侧端口阻抗调控电压unet；
5、采用熵权topsis方法计算获得机侧端口阻抗调控电压utor和网侧端口阻抗调控电压unet之间的最优角度θopti，并将机侧端口阻抗调控电压utor和网侧端口阻抗调控电压unet合成为协同电压；将协同电压分解为协同电压d轴分量ucom_d与协同电压q轴分量ucom_q，再对应叠加到d轴电压给定udref和q轴电压给定uqref上，从而得到控制后d轴电压给定udref_c和控制后q轴电压给定uqref_c；
6、将控制后d轴电压给定udref_c和控制后q轴电压给定uqref_c输入矢量控制中的反park变换环节，得到调节后α轴电压给定uαref_c和调节后β轴电压给定uβref_c，再采用svpwm控制得到逆变器的脉冲控制信号，从而实现驱动系统机网侧谐波抑制。
7、根据本专利技术的基于多端口阻抗优化的无电解电容永磁同步电机驱动系统谐波抑制方法，脉动分量te1为采用带通滤波器bpf提取的机侧转矩te的六倍频谐波：
8、te1(s)＝b(s)te(s)，
9、式中b(s)表示带通滤波器bpf的传递函数，s为频域算子。
10、根据本专利技术的基于多端口阻抗优化的无电解电容永磁同步电机驱动系统谐波抑制方法，机侧端口阻抗调控电压utor的计算方法为：
11、设定机侧转矩波动给定值teref＝0，与脉动分量te1作差的差值通过比例谐振控制器控制后得到机侧端口阻抗调控电压utor。
12、根据本专利技术的基于多端口阻抗优化的无电解电容永磁同步电机驱动系统谐波抑制方法，比例谐振控制器的传递函数gpr(s)设计为：
13、
14、式中kp为比例增益，kr1为网侧电压六倍频谐振增益，ξ1为网侧电压六倍频带宽，ωg为网侧电压频率。
15、根据本专利技术的基于多端口阻抗优化的无电解电容永磁同步电机驱动系统谐波抑制方法，脉动分量udc1为采用高通滤波器hpf提取的母线电压谐波：
16、udc1(s)＝h(s)udc(s)，
17、式中h(s)为高通滤波器hpf的传递函数。
18、根据本专利技术的基于多端口阻抗优化的无电解电容永磁同步电机驱动系统谐波抑制方法，网侧端口阻抗调控电压unet的计算方法为：
19、
20、根据本专利技术的基于多端口阻抗优化的无电解电容永磁同步电机驱动系统谐波抑制方法，最优角度θopti的计算方法为：
21、首先，基于电机运行稳态点参数对机侧输入导纳ym_in(s)进行建模；
22、然后，基于机侧输入导纳ym_in(s)计算机侧端口阻抗优化指数λtor与网侧端口阻抗优化指数λnet；
23、再基于机侧端口阻抗优化指数λtor与网侧端口阻抗优化指数λnet构建评价矩阵x，对评价矩阵x进行指标标准化处理，得到标准化评价矩阵y；
24、基于标准化评价矩阵y计算评价指标信息熵e；并由评价指标信息熵e计算评价指标的权重ω；
25、基于标准化评价矩阵y和评价指标的权重ω构建加权评价矩阵r并确定正理想解向量s+与负理想解向量s-；
26、最后，采用欧几米德距离公式，计算加权评价矩阵r到正理想解向量s+与负理想解向量s-的距离，并计算相对接近度系数h；将相对接近度系数h的最大值对应的θi作为最优角度θopti。
27、本专利技术的有益效果：本专利技术方法主要应用在无电解电容永磁同步电机驱动系统中，基于多端口阻抗优化进行谐波抑制，来提升驱动系统机网侧性能。
28、本专利技术通过机网侧端口阻抗协同优化对机网侧谐波进行协同抑制，使电机的网侧输入电能质量和机侧输出转矩谐波得到协同控制。本专利技术在整流电压为输入、电机电流与直流侧电流为输出的多端口系统阻抗模型的基础上，建立了机网侧端口阻抗与机网侧谐波的联系。同时，分析了阻抗调控电压角对阻抗优化指数的影响，进一步通过熵权topsis方法选择最优的阻抗调控电压角从而对机网侧谐波产生抑制作用。最后，在最优阻抗调控电压角下合成阻抗调控电压矢量合成，达到了网侧输入电能质量和机侧输出转矩谐波协同控制的技术效果。
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1.一种基于多端口阻抗优化的无电解电容永磁同步电机驱动系统谐波抑制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于多端口阻抗优化的无电解电容永磁同步电机驱动系统谐波抑制方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的基于多端口阻抗优化的无电解电容永磁同步电机驱动系统谐波抑制方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的基于多端口阻抗优化的无电解电容永磁同步电机驱动系统谐波抑制方法，其特征在于，比例谐振控制器的传递函数GPR(s)设计为：
5.根据权利要求4所述的基于多端口阻抗优化的无电解电容永磁同步电机驱动系统谐波抑制方法，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的基于多端口阻抗优化的无电解电容永磁同步电机驱动系统谐波抑制方法，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的基于多端口阻抗优化的无电解电容永磁同步电机驱动系统谐波抑制方法，其特征在于，
8.根据权利要求7所述的基于多端口阻抗优化的无电解电容永磁同步电机驱动系统谐波抑制方法，其特征在于，
9.根据权利要求8所述的基于多端口阻抗优化的无电
10.根据权利要求9所述的基于多端口阻抗优化的无电解电容永磁同步电机驱动系统谐波抑制方法，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种基于多端口阻抗优化的无电解电容永磁同步电机驱动系统谐波抑制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于多端口阻抗优化的无电解电容永磁同步电机驱动系统谐波抑制方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的基于多端口阻抗优化的无电解电容永磁同步电机驱动系统谐波抑制方法，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的基于多端口阻抗优化的无电解电容永磁同步电机驱动系统谐波抑制方法，其特征在于，比例谐振控制器的传递函数gpr(s)设计为：
5.根据权利要求4所述的基于多端口阻抗优化的无电解电容永磁同步电机驱动系统谐波抑制方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁大尉，刘盛君，王高林，张国强，李斌兴，王奇维，丁力，徐殿国，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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