CN111740653A - 一种表贴式永磁同步电机转矩波动系数计算方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种表贴式永磁同步电机转矩波动系数计算方法及装置，包括：获取表贴式永磁同步电机的三相电流波形和反电动势波形；对三相电流波形进行傅里叶分解，计算三相电流谐波的主要阶次及对应的幅值，进而获得各阶次电流谐波对应的相位；对反电动势波形进行傅里叶分解，计算磁链谐波的主要阶次和各次谐波的幅值；将三相电流谐波的主要阶次及对应的幅值、各阶次电流谐波对应的相位，以及磁链谐波的主要阶次和各次谐波的幅值代入转矩解析模型中，获得转矩值；选择表贴式永磁同步电机三相中的最大转矩值和最小转矩值，计算得到转矩波动系数。该方法有助于监测永磁同步电机在实际工况下的转矩波动程度以及根据其变化进行故障预测。
Description
技术领域
本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种表贴式永磁同步电机转矩波动系数计算方法及装置。
背景技术
永磁同步电机具有较高的功率质量比、能量利用率以及良好的伺服性能等优点，被广泛应用于机械制造、机器人控制、航空航天等领域。在实际应用中，受气隙磁场谐波、磁场谐波、定子电流时间谐波、电机磁路饱和以及制造误差等因素影响，永磁同步电机输出转矩难免产生波动。转矩波动会引起转速波动，使电机产生振动和噪声。转矩波动增大会加剧电机的振动和噪声，进而导致由其驱动的机械系统振动加剧、工作性能加速劣化。转矩波动系数是评判电机转矩波动程度的重要技术指标。若能够在机器设备正常工作时，通过实时在线测量定子电流、电压等物理量并计算出转矩波动系数，既有助于监测永磁同步电机在实际工况下输出转矩波动程度，还能依此对其性能劣化过程进行在线监测，进而还能够对其进行故障预测，制订最优维修决策。因此，有必要面向工程需求研究基于实测电流、电压等物理量计算永磁同步电机转矩波动系数的方法。
目前，对电机输出转矩波动的动态测量方法主要有两种，直接测量法和间接测量法。
直接测量法的基本原理是通过机械连接装置直接测量从电机输出轴到负载的转矩，在电机和负载之间接入3转矩传感器，测量出电机轴端的位移或者形变并将其转换成电信号输出即该方法可直接有传感器获取转矩信号。
间接测量法无需测量电机轴端的输出信号，而是根据转矩产生的机理，理论分析并推导出转矩与其他参数的关系式，通过测量这些电量或者非电量参数，间接的计算出实际输出转矩。
目前的模型只考虑了稳定的转矩分量，未考虑谐波转矩。因此，由其计算出的输出转矩与实际测量值存在较大偏差，难以反映实际情况针对上述情况，本文以表贴式永磁同步电机为研究对象，就如何基于实测相电流计算永磁同步电机转矩波动系数的问题进行研究。首先推导考虑定子电流谐波和转子磁场谐波的转矩解析计算模型；然后依据模型研究电流谐波和转子磁场谐波的测算方法以及转矩波动系数的计算方法；最后通过实验对本文提出的方法的有效性进行验证。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种表贴式永磁同步电机转矩波动系数计算方法及装置，以解决现有波动系数计算不准确的问题。
为了达到上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供一种表贴式永磁同步电机转矩波动系数计算方法，包括：
获取表贴式永磁同步电机的三相电流波形和反电动势波形；
对所述三相电流波形进行傅里叶分解，计算三相电流谐波的主要阶次及对应的幅值，进而获得各阶次电流谐波对应的相位；
对所述反电动势波形进行傅里叶分解，计算磁链谐波的主要阶次和各次谐波的幅值；
将三相电流谐波的主要阶次及对应的幅值、各阶次电流谐波对应的相位，以及磁链谐波的主要阶次和各次谐波的幅值代入转矩解析模型中，获得转矩值；
选择表贴式永磁同步电机三相中的最大转矩值和最小转矩值，计算得到表贴式永磁同步电机转矩波动系数。
进一步地，获取表贴式永磁同步电机的三相电流波形，包括：
通过电流传感器和数据处理技术获取永磁同步电机，获得空载状态下的动态三相电流波形iA,iB,iC；
获取表贴式永磁同步电机的反电动势波形，包括：
通过对拖法，测得电机U、V、W相两两之间的空载反电动势Uuv、Uvw、Uwu，根据式(1)计算公式将Uuv、Uvw、Uwu分别代入U得到各相的磁链波形ψu,ψv,ψw，
式中，f为电机转子旋转频率，单位Hz。
进一步地，对所述三相电流波形进行傅里叶分解，计算三相电流谐波的主要阶次及对应的幅值，进而获得各阶次电流谐波对应的相位，包括：
调用matlab的fft函数对所述电流波形做傅里叶变换，测算得到的电流谐波的主要阶次为1/2p、3/4p、p、5/4p、3/2p和2p，p为基波的阶次，对应幅值为ih，h＝1/2、3/4、1、5/4、3/2、2，对应相位为
对所述反电动势波形进行傅里叶分解，计算磁链谐波的主要阶次和各次谐波的幅值，包括：
调用matlab的fft函数对所述反电动势波形做傅里叶变换，测算得到的磁链谐波的主要阶次为p、2p、3p、5p、7p,主要阶次的幅值为ψk，k＝1、2、3、5、7。
进一步地，转矩解析模型的构建方法，包括：
获取表贴式永磁同步电机的三相定子电流和三相绕组中的磁链；
将所述三相定子电流经过Blondel-Park变换，得到定子电流在d-q坐标系下的直轴分量id和交轴分量iq；
将所述磁链经过Blondel-Park变换，得到在d-q坐标系下的直轴磁链分量ψd和交轴磁链分量ψq；
基于永磁同步电机的转矩解析计算数学模型，将直轴分量id、交轴分量iq、直轴磁链分量ψd以及交轴磁链分量ψq融入转矩解析计算数学模型中，获得转矩解析模型。
进一步地，获取表贴式永磁同步电机的三相定子电流和三相绕组中的磁链，包括：
获取表贴式永磁同步电机的三相定子电流，三相定子电流表达式如下：
式中，(iU，iV，iW)分别为U、V、W三相定子电流，ω为电机的角速度，t为运行时间，i1和
分别为基波电流幅值和相位，h为阶次，ih和
分别为h阶次谐波电流幅值和相位，当Sh＝1时，iU、iV、iW顺序依次滞后120°，当Sh＝-1时，iU、iW、iV依次滞后120°；
获取表贴式永磁同步电机的三相绕组中的磁链，U、V、W三相绕组中的磁链表示为：
式中，(ψU，ψV，ψW)分别为U、V、W三相绕组中的磁链，ψk为空间kp阶次磁场谐波产生的定子磁链幅值，ω为电机的角速度，t为运行时间。
进一步地，将所述三相定子电流经过Blondel-Park变换，得到定子电流在d-q坐标系下的直轴分量id和交轴分量iq，包括：
将iU、iV以及iW经过Blondel-Park变换，得到定子电流在d-q坐标系下的直轴分量id和交轴分量iq：
式中：恒幅值变换情况下，取C＝2/3，Sh＝1；
将所述磁链经过Blondel-Park变换，得到在d-q坐标系下的直轴磁链分量ψd和交轴磁链分量ψq，包括：
将式(3)中三相绕组的磁链经过Blondel-Park变换，得到在d-q坐标系下的直轴磁链分量ψd和交轴磁链分量ψq：
进一步地，所述永磁同步电机的转矩解析模型为：
式中，T为电磁转矩，P为极对数，ψ1为转子p阶磁链，ψd,ψq为转子磁链在d-q坐标下的d轴和q轴分量，id、iq分别为定子电流在d-q坐标下的d轴和q轴分量，Ld、Lq分别为d、q轴上的电感分量。
进一步地，将三相电流谐波的主要阶次及对应的幅值、各阶次电流谐波对应的相位，以及磁链谐波的主要阶次和各次谐波的幅值代入转矩解析计算模型中，获得转矩值；
令d、q轴电感相等，则有Ld＝Lq；采用id＝0的矢量控制电机运行，则有i1＝id，将式(4)和(5)代入式(6)：
可得：
进一步地，根据表贴式永磁同步电机每一转对应的最大转矩值和最小转矩值，计算得到表贴式永磁同步电机转矩波动系数，包括：
通过公式(7)计算计算三相电流各自对应的电磁转矩，选择最大和最小值代入式(8)，获得转矩波动系数KTB；
第二方面，本发明实施例还提供一种表贴式永磁同步电机转矩波动系数计算装置，包括：
获取模块，用于获取表贴式永磁同步电机的三相电流波形和反电动势波形；
第一计算模块，用于对所述三相电流波形进行傅里叶分解，计算三相电流谐波的主要阶次及对应的幅值，进而获得各阶次电流谐波对应的相位；
第二计算模块，用于对所述反电动势波形进行傅里叶分解，计算磁链谐波的主要阶次和各次谐波的幅值；
转矩值计算模块，用于将三相电流谐波的主要阶次及对应的幅值、各阶次电流谐波对应的相位，以及磁链谐波的主要阶次和各次谐波的幅值代入转矩解析模型中，获得转矩值；
转矩波动系数计算模块，用于选择表贴式永磁同步电机三相中的最大转矩值和最小转矩值，计算得到表贴式永磁同步电机转矩波动系数。
根据以上技术方案，本发明实施例的转矩解析模型考虑定子电流谐波和转子磁场谐波；依据转矩解析模型研究电流谐波和转子磁场谐波的测算方法以及转矩波动系数的计算方法；通过频域分析考虑匝间短路频率，偏心故障频率和退磁故障频率等谐波频率，准确的计算出电机的转矩，为进一步计算可靠的电机转矩波动系数做了铺垫。通过实验对本文提出的方法的有效性进行验证。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明实施例提供的一种永磁同步电机转矩波动系数计算方法的流程图；
图2是本发明实施例中测算磁链阶次谐波的频谱分析图；
图3a和图3b均为是采用图1的电机转矩波动系数计算方法得到的转矩和实际转矩的对比图；
图4是本发明实施例提供的一种永磁同步电机转矩波动系数计算装置的框图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对一句本发明提出的永磁同步电机转矩计算方法及装置其具体实施方式、特征及功效，详细说明如后。
有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例详细说明中将可清楚的呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
参考图1，本实施例提供一种表贴式永磁同步电机转矩波动系数计算方法，该方法包括以下步骤：
步骤S101，获取表贴式永磁同步电机的三相电流波形和反电动势波形；
具体地，获取表贴式永磁同步电机的三相电流波形，包括：
通过电流传感器和数据处理技术获取永磁同步电机，获得空载状态下的动态三相电流波形iA,iB,iC；
获取表贴式永磁同步电机的反电动势波形，包括：
通过对拖法，测得电机U、V、W相两两之间的空载反电动势Uuv、Uvw、Uwu，根据式(1)计算公式将Uuv、Uvw、Uwu分别代入U得到各相的磁链波形ψu,ψv,ψw，
式中，f为电机转子旋转频率，单位Hz。
步骤S103，对所述三相电流波形进行傅里叶分解，计算三相电流谐波的主要阶次及对应的幅值，进而获得各阶次电流谐波对应的相位；
具体地，调用matlab的fft函数对所述电流波形做傅里叶变换，测算得到的电流谐波的主要阶次为1/2p、3/4p、p、5/4p、3/2p和2p，p为基波的阶次，对应幅值为ih，h＝1/2、3/4、1、5/4、3/2、2，对应相位为
步骤S105，对所述反电动势波形进行傅里叶分解，计算磁链谐波的主要阶次和各次谐波的幅值；
具体地，调用matlab的fft函数对所述磁链波形做傅里叶变换，测算得到的磁链谐波的主要阶次为p、2p、3p、5p、7p,主要阶次的幅值为ψk，k＝1、2、3、5、7。
步骤S107，将三相电流谐波的主要阶次及对应的幅值、各阶次电流谐波对应的相位，以及磁链谐波的主要阶次和各次谐波的幅值代入转矩解析模型中，获得转矩值；
具体地，本实施例所述的转矩解析模型的构建方法如下：
步骤S401，获取表贴式永磁同步电机的三相定子电流和三相绕组中的磁链；
具体地，获取表贴式永磁同步电机的三相定子电流，三相定子电流表达式如下：
式中，(iU，iV，iW)分别为U、V、W三相定子电流，ω为电机的角速度，t为运行时间，i1和
分别为基波电流幅值和相位，h为阶次，ih和
分别为h阶次谐波电流幅值和相位，当Sh＝1时，iU、iV、iW顺序依次滞后120°，当Sh＝-1时，iU、iW、iV依次滞后120°；
获取表贴式永磁同步电机的三相绕组中的磁链，U、V、W三相绕组中的磁链表示为：
式中，(ψU，ψV，ψW)分别为U、V、W三相绕组中的磁链，ψk为空间kp阶次磁场谐波产生的定子磁链幅值，ω为电机的角速度，t为运行时间。
步骤S402，将所述三相定子电流经过Blondel-Park变换，得到定子电流在d-q坐标系下的直轴分量id和交轴分量iq；
具体地，将iU、iV以及iW经过Blondel-Park变换，得到定子电流在d-q坐标系下的直轴分量id和交轴分量iq：
式中：恒幅值变换情况下，取C＝2/3，Sh＝1。
步骤S403，将所述磁链经过Blondel-Park变换，得到在d-q坐标系下的直轴磁链分量ψd和交轴磁链分量ψq；
具体地，将式(3)中三相绕组的磁链经过Blondel-Park变换，得到在d-q坐标系下的直轴磁链分量ψd和交轴磁链分量ψq：
步骤S404，基于永磁同步电机的转矩解析计算数学模型，将直轴分量id、交轴分量iq、直轴磁链分量ψd以及交轴磁链分量ψq融入转矩解析计算数学模型中，获得转矩解析模型；
转矩解析计算数学模型Te：
式中P为极对数，ψ1为转子p阶磁链，id、iq分别为定子电流在d-q坐标下的d轴和q轴分量，Ld、Lq分别为d、q轴上的电感分量。
由于上述转矩解析计算数学模型只考虑了稳定的转矩分量，未考虑谐波转矩。因此，由其计算出的输出转矩与实际测量值存在较大偏差，难以反映实际情况。
本发明将将直轴分量id、交轴分量iq、直轴磁链分量ψd以及交轴磁链分量ψq代入转矩解析计算数学模型中，获得转矩解析模型，所得的转矩解析模型为：
式中，T为电磁转矩，P为极对数，ψ1为转子p阶磁链，ψd,ψq为转子磁链在d-q坐标下的d轴和q轴分量，id、iq分别为定子电流在d-q坐标下的d轴和q轴分量，Ld、Lq分别为d、q轴上的电感分量。
将三相电流谐波的主要阶次及对应的幅值、各阶次电流谐波对应的相位，以及磁链谐波的主要阶次和各次谐波的幅值代入转矩解析计算模型中，获得转矩值，包括：
令d、q轴电感相等，则有Ld＝Lq；采用id＝0的矢量控制电机运行，则有i1＝id，将式(4)和(5)代入式(6)：
可得：
步骤S109，选择表贴式永磁同步电机三相中的最大转矩值和最小转矩值，计算得到表贴式永磁同步电机转矩波动系数。
具体地，通过公式(7)计算计算三相电流各自对应的电磁转矩，选择最大和最小值代入式(8)，获得转矩波动系数KTB；
还包括步骤111，根据计算的转矩波动系数，监测永磁同步电机在实际工况下的转矩波动程度以及根据其变化进行故障预测；
实验结果表明，提出的基于实测定子电流计算转矩及其波动系数的方法有效，能够用于实时监测永磁同步电机在实际工况下输出转矩波动系数，为实现对永磁同步电机进行故障预测具有重要的指导、实践意义。
参考图2，对于U、V、W三相定子绕组采用Y型接法的永磁同步电机，以U相为例，其磁链可依据式(1)计算：
式中，UUV为利用反拖法测得电机做空载运行时U、V相之间的电压，也即反电动势；f为电机转子旋转频率，单位Hz。
拖动电机以3000r/min运行时，测得三相反电动势。对UUV进行傅里叶分析，得到的频谱曲线如图2所示。
同理，电机转速为60r/min时，通过对测得的UUV进行傅里叶分析，得到图3a所示的频谱曲线。当电机转子旋转频率为f时，反电动势基波频率fs＝p×f；np阶谐波对应的频率为nfs。针对实验用电机，实测结果显示磁场谐波中主要谐波阶次为2p、3p、5p、7p，更高阶次谐波幅值较小，可以忽略。因此，在计算转矩时，只需考虑三相绕组磁链基波及2p、3p、5p、7p阶次谐波的影响。
由于引起转矩波动的主要阶次为：由h阶电流谐波与转子磁通基波(k＝1)相互作用产生的h-1阶转矩波动；由电流基波(h＝1)和转子磁场谐波相互作用产生的k阶转矩波动；由h阶电流谐波和转子磁场谐波相互作用产生的k-h+1和k+h-1阶转矩波动。据可获得各转矩波动阶次来源，如表1。
表1
电机转速为1800r/min，输出功率分别为20W、45W、60W、80W、100W时的转矩波动系数测量值与计算值如图3a所示。电机输出功率为50W，转速分别为60r/min、300r/min、600r/min、1200r/min、2400r/min、3000r/min时的转矩波动系数测量值与计算值如图3b所示。从图3a、图3b中可以看出，转矩波动系数的计算结果与测量值比较接近。通过对图3a和图3b所示结果的对比分析还可以看出，电机转速低于1800r/min时，转矩波动系数的计算值和测量值均与制造商提供的不高于7％的技术指标一致。又如图3b所示，电机转速低于1800r/min时，电机转矩波动系数变化不太明显。当电机转速高于1800r/min时，转矩波动系数随转速升高而增大，这与磁粉制动器工作性能随转速变化趋势有关。当磁粉制动器转速高于额定转速1800r/min时，产生的制动转矩稳定性随转速的升高会显著下降。尽管如此，转矩波动系数的计算值与测量值仍一致，这表明实验测试、分析结果是准确的
参考图4，本实施例还提供一种表贴式永磁同步电机转矩波动系数计算装置，该装置为与上述的一种表贴式永磁同步电机转矩波动系数计算方法相对应的虚拟装置，该装置包括：
获取模块901，用于获取表贴式永磁同步电机的三相电流波形和反电动势波形；
第一计算模块903，用于对所述三相电流波形进行傅里叶分解，计算三相电流谐波的主要阶次及对应的幅值，进而获得各阶次电流谐波对应的相位；
第二计算模块905，用于对所述反电动势波形进行傅里叶分解，计算磁链谐波的主要阶次和各次谐波的幅值；
转矩值计算模块907，用于将三相电流谐波的主要阶次及对应的幅值、各阶次电流谐波对应的相位，以及磁链谐波的主要阶次和各次谐波的幅值代入转矩解析模型中，获得转矩值；
转矩波动系数计算模块909，用于选择表贴式永磁同步电机三相中的最大转矩值和最小转矩值，计算得到表贴式永磁同步电机转矩波动系数。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种表贴式永磁同步电机转矩波动系数计算方法，其特征在于，包括：
获取表贴式永磁同步电机的三相电流波形和反电动势波形；
对所述三相电流波形进行傅里叶分解，计算三相电流谐波的主要阶次及对应的幅值，进而获得各阶次电流谐波对应的相位；
对所述反电动势波形进行傅里叶分解，计算磁链谐波的主要阶次和各次谐波的幅值；
将三相电流谐波的主要阶次及对应的幅值、各阶次电流谐波对应的相位，以及磁链谐波的主要阶次和各次谐波的幅值代入转矩解析模型中，获得转矩值；
选择表贴式永磁同步电机三相中的最大转矩值和最小转矩值，计算得到表贴式永磁同步电机转矩波动系数。
2.根据权利要求1所述的一种表贴式永磁同步电机转矩波动系数计算方法，其特征在于，获取表贴式永磁同步电机的三相电流波形，包括：
通过电流传感器和数据处理技术获取永磁同步电机，获得空载状态下的动态三相电流波形iA,iB,iC；
获取表贴式永磁同步电机的反电动势波形，包括：
通过对拖法，测得电机U、V、W相两两之间的空载反电动势Uuv、Uvw、Uwu，根据式(1)计算公式将Uuv、Uvw、Uwu分别代入U得到各相的磁链波形ψu,ψv,ψw，
式中，f为电机转子旋转频率，单位Hz。
3.根据权利要求1所述的一种表贴式永磁同步电机转矩波动系数计算方法，其特征在于，对所述三相电流波形进行傅里叶分解，计算三相电流谐波的主要阶次及对应的幅值，进而获得各阶次电流谐波对应的相位，包括：
调用matlab的fft函数对所述电流波形做傅里叶变换，测算得到的电流谐波的主要阶次为1/2p、3/4p、p、5/4p、3/2p和2p，p为基波的阶次，对应幅值为ih，h＝1/2、3/4、1、5/4、3/2、2，对应相位为
对所述反电动势波形进行傅里叶分解，计算磁链谐波的主要阶次和各次谐波的幅值，包括：
调用matlab的fft函数对所述反电动势波形做傅里叶变换，测算得到的磁链谐波的主要阶次为p、2p、3p、5p、7p,主要阶次的幅值为ψk，k＝1、2、3、5、7。
4.根据权利要求1所述的一种表贴式永磁同步电机转矩波动系数计算方法，其特征在于，转矩解析模型的构建方法，包括：
获取表贴式永磁同步电机的三相定子电流和三相绕组中的磁链；
将所述三相定子电流经过Blondel-Park变换，得到定子电流在d-q坐标系下的直轴分量id和交轴分量iq；
将所述磁链经过Blondel-Park变换，得到在d-q坐标系下的直轴磁链分量ψd和交轴磁链分量ψq；
基于永磁同步电机的转矩解析计算数学模型，将直轴分量id、交轴分量iq、直轴磁链分量ψd以及交轴磁链分量ψq融入转矩解析计算数学模型中，获得转矩解析模型。
5.根据权利要求4所述的一种表贴式永磁同步电机转矩波动系数计算方法，其特征在于，获取表贴式永磁同步电机的三相定子电流和三相绕组中的磁链，包括：
获取表贴式永磁同步电机的三相定子电流，三相定子电流表达式如下：
式中，(iU，iV，iW)分别为U、V、W三相定子电流，ω为电机的角速度，t为运行时间，i1和
分别为基波电流幅值和相位，h为阶次，ih和
分别为h阶次谐波电流幅值和相位，当Sh＝1时，iU、iV、iW顺序依次滞后120°，当Sh＝-1时，iU、iW、iV依次滞后120°；
获取表贴式永磁同步电机的三相绕组中的磁链，U、V、W三相绕组中的磁链表示为：
式中，(ψU，ψV，ψW)分别为U、V、W三相绕组中的磁链，ψk为空间kp阶次磁场谐波产生的定子磁链幅值，ω为电机的角速度，t为运行时间。
6.根据权利要求4所述的一种表贴式永磁同步电机转矩波动系数计算方法，其特征在于，将所述三相定子电流经过Blondel-Park变换，得到定子电流在d-q坐标系下的直轴分量id和交轴分量iq，包括：
将iU、iV以及iW经过Blondel-Park变换，得到定子电流在d-q坐标系下的直轴分量id和交轴分量iq：
式中：恒幅值变换情况下，取C＝2/3，Sh＝1；
将所述磁链经过Blondel-Park变换，得到在d-q坐标系下的直轴磁链分量ψd和交轴磁链分量ψq，包括：
将式(4)中三相绕组的磁链经过Blondel-Park变换，得到在d-q坐标系下的直轴磁链分量ψd和交轴磁链分量ψq：
7.根据权利要求4所述的一种表贴式永磁同步电机转矩波动系数计算方法，其特征在于，所述永磁同步电机的转矩解析模型为：
式中，T为电磁转矩，P为极对数，ψ1为转子p阶磁链，ψd,ψq为转子磁链在d-q坐标下的d轴和q轴分量，id、iq分别为定子电流在d-q坐标下的d轴和q轴分量，Ld、Lq分别为d、q轴上的电感分量。
8.根据权利要求7所述的一种表贴式永磁同步电机转矩波动系数计算方法，其特征在于，将三相电流谐波的主要阶次及对应的幅值、各阶次电流谐波对应的相位，以及磁链谐波的主要阶次和各次谐波的幅值代入转矩解析计算模型中，获得转矩值；
令d、q轴电感相等，则有Ld＝Lq；采用id＝0的矢量控制电机运行，则有i1＝id，将式(4)和(5)代入式(6)：
可得：
9.根据权利要求8所述的一种表贴式永磁同步电机转矩波动系数计算方法，其特征在于，根据表贴式永磁同步电机每一转对应的最大转矩值和最小转矩值，计算得到表贴式永磁同步电机转矩波动系数，包括：
通过公式(7)计算计算三相电流各自对应的电磁转矩，选择最大和最小值代入式(8)，获得转矩波动系数KTB；
10.一种表贴式永磁同步电机转矩波动系数计算装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取表贴式永磁同步电机的三相电流波形和反电动势波形；
第一计算模块，用于对所述三相电流波形进行傅里叶分解，计算三相电流谐波的主要阶次及对应的幅值，进而获得各阶次电流谐波对应的相位；
第二计算模块，用于对所述反电动势波形进行傅里叶分解，计算磁链谐波的主要阶次和各次谐波的幅值；
转矩值计算模块，用于将三相电流谐波的主要阶次及对应的幅值、各阶次电流谐波对应的相位，以及磁链谐波的主要阶次和各次谐波的幅值代入转矩解析模型中，获得转矩值；
转矩波动系数计算模块，用于选择表贴式永磁同步电机三相中的最大转矩值和最小转矩值，计算得到表贴式永磁同步电机转矩波动系数。
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