CN114389515B - 永磁同步电机谐波电流抑制方法、系统、设备及介质 - Google Patents

永磁同步电机谐波电流抑制方法、系统、设备及介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及谐波电流抑制技术领域,公开一种永磁同步电机谐波电流抑制方法、系统、设备及介质。该方法包括:获取车辆的目标速度和目标功率,采样直流输入电压、交流输入电压以及电机输入端的输入谐波电流;计算SVPWM调制比,从输入谐波电流提取定子谐波电流;判断电流谐波畸变率是否处于畸变范围;向逆变器输出调制信号,启动滤波模块滤除输入谐波电流,依据汽车的目标功率确定汽车电源供电方式,依据SVPWM调制比控制汽车电源以所选择的供电方式响应汽车的目标功率。本发明通过消除谐波电流并依据当前调制比选择对应的供电方式来响应目标功率和目标速度,提高逆变器带载能力,减少逆变器谐波电流。

Description

永磁同步电机谐波电流抑制方法、系统、设备及介质
技术领域
本发明涉及谐波电流抑制技术领域,尤其是一种永磁同步电机谐波电流抑制方法、系统、设备及介质。
背景技术
永磁同步电机具有高效率、高功率密度等优点,广泛应用于燃料电池汽车领域,如氢燃料电池与锂电池混合动力汽车。
对于永磁同步电机而言,其含有的谐波可分为时间谐波和空间谐波两种。时间谐波是指由于使用逆变器给永磁同步电机供电过程中,可控器件存在死区时间,IGBT、二极管等原件导通时也存在电压降落等原因所产生的谐波。空间谐波是指永磁同步电机在设计时因为有齿槽效应、磁饱和等因素,使得电机运行时含有一定的谐波分量。其中,以 5、7 次谐波含量最高,影响最大。燃料电池汽车需要实现大功率驱动且母线电压受到限制,有些工况下逆变器将不得不进入过调制状态。过调制状态下,逆变器输出电压将含有更大的谐波成分,增大了电机的谐波电流。
谐波电流会对传动系统产生不良影响,增大了铜耗、降低了设备电磁兼容性能,严重影响了交流传动系统的性能。因此,谐波电流的抑制方法是三相永磁同步电机研究中的一个重要内容。有必要将谐波滤波技术与SVPWM调制技术结合,以降低电机谐波电流。
发明内容
本发明的目的是提供一种永磁同步电机谐波电流抑制方法、系统、设备及介质,以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题,至少提供一种有益的选择或创造条件。
第一方面,提供一种永磁同步电机谐波电流抑制方法,包括:
获取车辆的目标速度和目标功率,采样直流输入电压、交流输入电压以及电机输入端的输入谐波电流;其中,所述直流输入电压经过逆变转换后得到交流输入电压,所述交流输入电压接入电机输入端;
依据直流输入电压和交流输入电压计算SVPWM调制比,从输入谐波电流提取定子谐波电流;
判断电流谐波畸变率是否处于畸变范围;
若不处于畸变范围,向逆变器输出调制信号,启动滤波模块滤除输入谐波电流,依据汽车的目标功率确定汽车电源供电方式,依据SVPWM调制比控制汽车电源以所选择的供电方式响应汽车的目标功率。
所述SVPWM调制比的计算公式为:
Figure 963147DEST_PATH_IMAGE001
其中,M表示SVPWM调制比,Uo表示交流输入电压的基波幅值,Udc表示直流输入电压。
在其中一个实施例中,所述判断电流谐波畸变率是否处于畸变范围,具体包括以下步骤:
计算电流谐波畸变率;所述电流谐波畸变率的计算公式为:
Figure 610160DEST_PATH_IMAGE002
其中,THDi表示电流谐波畸变率,H表示采集输入谐波电流的次数,I1表示输入谐波电流基波分量的有效值;
将谐波治理标准值和计算得到的电流谐波畸变率进行比较,若电流谐波畸变率大于谐波治理标准值,则电流谐波畸变率不处于畸变范围。
在其中一个实施例中,所述依据汽车的目标功率选择汽车电源供电方式,具体包括以下步骤:
当目标功率大于燃料电池的最大输出功率时,确定为同时使用燃料电池和锂电池进行供电,当目标功率小于或等于燃料电池的最大输出功率时,确定为使用燃料电池进行供电,使将直流输入电压逆变转换为交流输入电压的逆变器的调制比趋向于最佳调制比。
在其中一个实施例中,所述依据SVPWM调制比控制汽车电源以所选择的供电方式响应汽车的目标功率,具体包括以下步骤:
当M>M0时,控制燃料电池和锂电池同时向逆变器进行供电,使汽车的目标功率与汽车电源的直流输入功率满足以下关系:
Figure DEST_PATH_IMAGE003
当MTV1≤M≤M0时,控制燃料电池向逆变器进行供电,锂电池停机,使汽车的目标功率与汽车电源的直流输入功率满足以下关系:
Figure 773567DEST_PATH_IMAGE004
当MTV2≤M≤MTV1时,控制燃料电池向逆变器进行供电以及对锂电池进行充电,使汽车的目标功率与汽车电源的直流输入功率满足以下关系:
Figure DEST_PATH_IMAGE005
其中,M表示SVPWM调制比,M0表示最佳调制比,Pm表示汽车的目标功率,PHFCe表示燃料电池在最佳工作点的输出功率,PLB1表示锂电池的输出功率,PLB2表示锂电池的充电功率,MTV1表示SVPWM调制比的第一阈值,MTV2表示SVPWM调制比的第二阈值。
在其中一个实施例中,所述最佳调制比为0.907。
在其中一个实施例中,所述启动滤波模块滤除定子谐波电流,具体包括以下步骤:
谐波电流滤除前计算当前所需滤除的谐波电流,依据计算结果启动滤波模块进行若干次谐波电流滤除,直至电流谐波畸变率小于谐波治理标准值为止。
第二方面,提供一种永磁同步电机谐波电流抑制系统,包括汽车电源、逆变器、永磁同步电机、滤波模块、SVPWM驱动模块、采集模块、计算模块、判断模块和控制模块;
所述汽车电源、逆变器和永磁同步电机顺次连接,所述滤波模块与永磁同步电机的输入端连接,所述SVPWM驱动模块与逆变器连接;
所述采集模块用于获取车辆的目标速度和目标功率,采样直流输入电压、交流输入电压以及电机输入端的输入谐波电流;其中,所述直流输入电压经过逆变转换后得到交流输入电压,所述交流输入电压接入电机输入端;
所述计算模块用于依据直流输入电压和交流输入电压计算SVPWM调制比,从输入谐波电流提取定子谐波电流;
所述判断模块用于判断电流谐波畸变率是否处于畸变范围;
所述SVPWM驱动模块用于向逆变器输出调制信号;
所述控制模块用于在电流谐波畸变率不处于畸变范围时,启动滤波模块滤除输入谐波电流,依据汽车的目标功率确定汽车电源供电方式,依据SVPWM调制比控制汽车电源以所选择的供电方式响应汽车的目标功率。
第三方面,提供一种计算机设备,包括:
存储器,存储有计算机程序;
处理器,所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述的永磁同步电机谐波电流抑制方法。
第四方面,提供一种计算机存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的永磁同步电机谐波电流抑制方法。
本发明的有益效果:响应汽车的目标速度和目标功率时通过直流输入电压和交流输入电压计算调制比以及确定是否需要滤除谐波电流,使用滤波手段消除谐波电流,以及依据当前调制比选择对应的供电方式来响应汽车的目标功率和目标速度,有效提高逆变器的带载能力,同时使逆变器产生的谐波电流减小。
附图说明
图1是一实施例示出的永磁同步电机谐波电流抑制方法的流程图。
图2是一实施例示出的汽车电源的结构示意图。
图3是一实施例示出的永磁同步电机谐波电流抑制系统的结构框图。
图4是一实施例示出的一种计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清晰,下面将结合实施例和附图,对本发明作进一步的描述。
这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
根据本发明的第一方面,提供一种永磁同步电机谐波电流抑制方法。
参阅图1,图1是一实施例示出的永磁同步电机谐波电流抑制方法的流程图。如图1所示,该方法包括步骤S100至步骤S500。
步骤S100.获取车辆的目标速度和目标功率,采样直流输入电压、交流输入电压以及电机输入端的输入谐波电流。
在燃料电池汽车控制系统中,汽车的目标速度和目标功率由用户或当前的驾驶模式进行设定的,从汽车VCU(车载通信装置)获取目标速度和目标功率的相关信息,使用可调的汽车电源提供直流输入电压,直流输入电压经过逆变转换后得到交流输入电压,交流输入电压接入电机输入端。
在此步骤中,具体地,可以是设置用于采集汽车控制系统各种型号的采集模块,通过采集模块从汽车电源和逆变器的输出端进行电压采集,得到直流输入电压和交流输入电压,以及从永磁同步电机的输入端进行电流采集,获得输入谐波电流。
步骤S200.依据直流输入电压和交流输入电压计算SVPWM调制比,从输入谐波电流提取定子谐波电流。
需要说明的是,SVPWM是空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse WidthModulation)的简称,SVPWM的主要思想是以三相对称正弦波电压供电时三相对称电动机定子理想磁链圆为参考标准,以三相逆变器不同开关模式作适当的切换,从而形成PWM波,以所形成的实际磁链矢量来追踪其准确磁链圆。SVPWM调制比是调制波幅峰值和载波峰值的比值,本实施例提供一种计算SVPWM调制比的方法,依据交流输入电压的基波幅值和直流输入电压对SVPWM调制比进行计算,计算得到的SVPWM调制比反映交流输入电压和直流输入电压的实际转换情况,所述SVPWM调制比的计算公式为:
Figure 656072DEST_PATH_IMAGE001
其中,M表示SVPWM调制比,Uo表示交流输入电压的基波幅值,Udc表示直流输入电压。
在此步骤中,具体地,从输入谐波电流提取定子谐波电流过程是:对采集到的输入谐波电流进行数字化处理,对数字化的输入谐波电流信号进行FFT运算得到电机各次谐波电流分量组成和各次谐波电流幅值大小及相位值,分解出来的各次谐波电流分量包含了所有谐波,从而在分解出来的各次谐波电流中提取定子谐波电流。
步骤S300.判断电流谐波畸变率是否处于畸变范围。
步骤S300中,若不处于畸变范围,执行步骤S400。
需要说明的是,电流谐波畸变率在电气工程学科中表征波形相对正弦波畸变程度的一个性能参数,具体是指谐波电流方均根值与基波电流方均根值之比的百分数。电流谐波畸变会导致设备发热和电流异常波动等情况发生,严重影响燃料电池汽车控制系统的性能。
在此步骤中,具体地,首先通过采集得到的输入谐波电流来计算电流谐波畸变率,再将计算得到的电流谐波畸变率与谐波治理标准值进行比较,确定电流谐波畸变率是否处于畸变范围,具体包括以下步骤:
计算电流谐波畸变率;所述电流谐波畸变率的计算公式为:
Figure 883922DEST_PATH_IMAGE002
其中,THDi表示电流谐波畸变率,H表示采集输入谐波电流的次数,I1表示输入谐波电流基波分量的有效值;
将谐波治理标准值和计算得到的电流谐波畸变率进行比较,若电流谐波畸变率大于谐波治理标准值,则电流谐波畸变率不处于畸变范围,反之,则电流谐波畸变率处于畸变范围。
步骤S400.向逆变器输出调制信号,启动滤波模块滤除定子谐波电流,依据汽车的目标功率选择汽车电源供电方式,依据SVPWM调制比控制汽车电源以所选择的供电方式响应汽车的目标功率。
在此步骤中,具体地,确定电流谐波畸变率超出畸变范围后,滤波模块对定子谐波电流进行若干次滤除,使电流谐波畸变率在滤波过程后处于畸变范围,同时选择合适的供电方式响应汽车当前的目标功率,通过SVPWM驱动模块采集永磁同步电机当前的速度和角度信号以及永磁同步电机输入端的输入电压信号,产生用于调节永磁同步电机转速的调制信号,实现对汽车目标功率和目标速度的响应。
所述启动滤波模块滤除定子谐波电流,具体包括以下步骤:
谐波电流滤除前计算当前所需滤除的谐波电流,依据计算结果启动滤波模块进行若干次谐波电流滤除,直至电流谐波畸变率小于谐波治理标准值为止。
所述当前所需滤除的谐波电流的计算公式为:
Figure 826470DEST_PATH_IMAGE006
其中,Ih2表示当前所需滤除的谐波电流,THDi0表示谐波治理标准值,I1表示输入谐波电流分量的有效值。
如图2所示,燃料电池汽车的电源系统包括燃料电池和锂电池,燃料电池通过一个DC/DC变换器进行电压输出,锂电池连接一个双向变换器,双向变换器的一端与锂电池连接,双向变换器的另一端分别连接DC/DC变换器的输出端和逆变器的输入端。其中,燃料电池是一种通过电化学反应将化学能直接转化为电能的装置,只要有充足的燃料、氧化剂,燃料电池就可以源源不断地输出电能,无法适用于启停频繁、功率梯度变化大等工况,适合功率需求稳定的供电情景,锂电池可快速响应供电需求,但存在续航能力不足的缺陷,此步骤依据汽车的目标功率选择汽车电源供电方式,控制燃料电池和/或锂电池进行供电。
更为具体地,依据汽车的目标功率选择汽车电源供电方式具体包括:当目标功率大于燃料电池的最大输出功率时,确定为同时使用燃料电池和锂电池进行供电,当目标功率小于或等于燃料电池的最大输出功率时,确定为使用燃料电池进行供电,使将直流输入电压逆变转换为交流输入电压的逆变器的调制比趋向于最佳调制比。
依据SVPWM调制比控制汽车电源以所选择的供电方式响应汽车的目标功率,具体包括以下步骤:
当M>M0时,控制燃料电池和锂电池同时向逆变器进行供电,使汽车的目标功率与汽车电源的直流输入功率满足以下关系:
Figure 264405DEST_PATH_IMAGE007
当MTV1≤M≤M0时,控制燃料电池向逆变器进行供电,锂电池停机,使汽车的目标功率与汽车电源的直流输入功率满足以下关系:
Figure 58923DEST_PATH_IMAGE004
当MTV2≤M≤MTV1时,控制燃料电池向逆变器进行供电以及对锂电池进行充电,使汽车的目标功率与汽车电源的直流输入功率满足以下关系:
Figure 531493DEST_PATH_IMAGE008
其中,M表示SVPWM调制比,M0表示最佳调制比,Pm表示汽车的目标功率,PHFCe表示燃料电池在最佳工作点的输出功率,PLB1表示锂电池的输出功率,PLB2表示锂电池的充电功率,MTV1表示SVPWM调制比的第一阈值,MTV2表示SVPWM调制比的第二阈值。
其中,所述最佳调制比为0.907。
根据本发明的第二方面,提供一种永磁同步电机谐波电流抑制系统。
参阅图3,图3是一实施例示出的永磁同步电机谐波电流抑制系统的结构框图。如图3所示,所述系统包括汽车电源100、逆变器200、永磁同步电机300、滤波模块400、SVPWM驱动模块500、采集模块600、计算模块700、判断模块800和控制模块900;
所述汽车电源100、逆变器200和永磁同步电机300顺次连接,所述滤波模块400与永磁同步电机300的输入端连接,所述SVPWM驱动模块500与逆变器200连接;
所述采集模块600用于获取车辆的目标速度和目标功率,采样直流输入电压、交流输入电压以及电机输入端的输入谐波电流;其中,所述直流输入电压经过逆变转换后得到交流输入电压,所述交流输入电压接入电机输入端;
所述计算模块700用于依据直流输入电压和交流输入电压计算SVPWM调制比,从输入谐波电流提取定子谐波电流;
所述判断模块800用于判断电流谐波畸变率是否处于畸变范围;
所述SVPWM驱动模块500用于向逆变器200输出调制信号;
所述控制模块900用于在电流谐波畸变率不处于畸变范围时,启动滤波模块400滤除输入谐波电流,依据汽车的目标功率确定汽车电源100供电方式,依据SVPWM调制比控制汽车电源100以所选择的供电方式响应汽车的目标功率。
在其中一个实施例中,所述SVPWM调制比的计算公式为:
Figure 644943DEST_PATH_IMAGE001
其中,M表示SVPWM调制比,Uo表示交流输入电压的基波幅值,Udc表示直流输入电压。
在其中一个实施例中,所述判断电流谐波畸变率是否处于畸变范围,具体包括以下步骤:
计算电流谐波畸变率;所述电流谐波畸变率的计算公式为:
Figure 445540DEST_PATH_IMAGE002
其中,THDi表示电流谐波畸变率,H表示采集输入谐波电流的次数,I1表示输入谐波电流基波分量的有效值;
将谐波治理标准值和计算得到的电流谐波畸变率进行比较,若电流谐波畸变率大于谐波治理标准值,则电流谐波畸变率不处于畸变范围。
在其中一个实施例中,所述控制模块900还用于执行以下步骤:
当目标功率大于燃料电池的最大输出功率时,确定为同时使用燃料电池和锂电池进行供电,当目标功率小于或等于燃料电池的最大输出功率时,确定为使用燃料电池进行供电,使将直流输入电压逆变转换为交流输入电压的逆变器200的调制比趋向于最佳调制比。
在其中一个实施例中,所述控制模块900还用于执行以下步骤:
当M>M0时,控制燃料电池和锂电池同时向逆变器进行供电,使汽车的目标功率与汽车电源的直流输入功率满足以下关系:
Figure 669847DEST_PATH_IMAGE007
当MTV1≤M≤M0时,控制燃料电池向逆变器进行供电,锂电池停机,使汽车的目标功率与汽车电源的直流输入功率满足以下关系:
Figure 731344DEST_PATH_IMAGE004
当MTV2≤M≤MTV1时,控制燃料电池向逆变器进行供电以及对锂电池进行充电,使汽车的目标功率与汽车电源的直流输入功率满足以下关系:
Figure 392526DEST_PATH_IMAGE009
其中,M表示SVPWM调制比,M0表示最佳调制比,Pm表示汽车的目标功率,PHFCe表示燃料电池在最佳工作点的输出功率,PLB1表示锂电池的输出功率,PLB2表示锂电池的充电功率,MTV1表示SVPWM调制比的第一阈值,MTV2表示SVPWM调制比的第二阈值。
在其中一个实施例中,所述最佳调制比为0.907。
在其中一个实施例中,所述控制模块900还用于执行以下步骤:
谐波电流滤除前计算当前所需滤除的谐波电流,依据计算结果启动滤波模块400进行若干次谐波电流滤除,直至电流谐波畸变率小于谐波治理标准值为止。
所述永磁同步电机谐波电流抑制系统执行上述第一方面的永磁同步电机谐波电流抑制方法,关于永磁同步电机谐波电流抑制系统的具体限定可以参见上文中对于永磁同步电机谐波电流抑制方法的限定,在此不再赘述。
上述永磁同步电机谐波电流抑制系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
根据本发明的第三方面,提供一种计算机设备。
参阅图4,图4是一实施例示出的一种计算机设备的内部结构图。如图4所示,该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和数据库。其中,该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机程序被处理器执行时以实现第一方面所述的永磁同步电机谐波电流抑制方法。
存储器和处理器各元件相互之间直接或间接地电性连接,以实现数据的传输或交互。例如,这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。处理器包括至少一个可以软件或者是固件(firmware)的形式存储于存储器中或者是固化在服务器的操作系统(operating system,OS)中的软件功能模块。处理器用于执行存储器中存储的可执行模块。
其中,存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory,RAM),只读存储器(Read Only Memory,ROM),可编程只读存储器 (Programmable Read-Only Memory,PROM),可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory,EPROM),电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory,EEPROM)等。其中,存储器用于存储程序以及语音数据,处理器在接收到执行指令后,执行程序。
处理器可能是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。上述的处理器可以是通用处理器,包括中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU)、网络处理器(NetworkProcessor,简称NP)等;还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
处理器将各种输入/输入装置耦合至处理器以及存储器。在一些实施例中,处理器以及存储器可以在单个芯片中实现。在其他一些实例中,它们可以分别由独立的芯片实现。
外设接口将各种输入/输入装置耦合至处理器以及存储器。在一些实施例中,外设接口,处理器及存储器可以在单个芯片中实现。在其他一些实例中,它们可以分别由独立的芯片实现。
根据本发明的第四方面,还提供一种计算机存储介质,所述计算机存储介质中存储有计算机程序,计算机存储介质可以是磁性随机存取存储器、只读存储器、可编程只读存储器、可擦除可编程只读存储器、电可擦除可编程只读存储器、快闪存储器、磁表面存储器、光盘、或只读光盘等;也可以是包括上述存储器之一或任意组合的各种设备,如移动电话、计算机、平板设备、个人数字助理等。所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述的永磁同步电机谐波电流抑制方法。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,除了包含所列的那些要素,而且还可包含没有明确列出的其他要素。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种永磁同步电机谐波电流抑制方法,其特征在于,包括:
获取车辆的目标速度和目标功率,采样直流输入电压、交流输入电压以及电机输入端的输入谐波电流;其中,所述直流输入电压经过逆变转换后得到交流输入电压,所述交流输入电压接入电机输入端;
依据直流输入电压和交流输入电压计算SVPWM调制比,从输入谐波电流提取定子谐波电流;
判断电流谐波畸变率是否处于畸变范围;
若不处于畸变范围,向逆变器输出调制信号,启动滤波模块滤除输入谐波电流,依据汽车的目标功率确定汽车电源供电方式,依据SVPWM调制比控制汽车电源以所选择的供电方式响应汽车的目标功率;
所述依据汽车的目标功率选择汽车电源供电方式,具体包括以下步骤:
当目标功率大于燃料电池的最大输出功率时,确定为同时使用燃料电池和锂电池进行供电,当目标功率小于或等于燃料电池的最大输出功率时,确定为使用燃料电池进行供电,使将直流输入电压逆变转换为交流输入电压的逆变器的调制比趋向于最佳调制比;
所述依据SVPWM调制比控制汽车电源以所选择的供电方式响应汽车的目标功率,具体包括以下步骤:
当M>M0时,控制燃料电池和锂电池同时向逆变器进行供电,使汽车的目标功率与汽车电源的直流输入功率满足以下关系:
Figure 519635DEST_PATH_IMAGE001
当MTV1≤M≤M0时,控制燃料电池向逆变器进行供电,锂电池停机,使汽车的目标功率与汽车电源的直流输入功率满足以下关系:
Figure 188513DEST_PATH_IMAGE002
当MTV2≤M<MTV1时,控制燃料电池向逆变器进行供电以及对锂电池进行充电,使汽车的目标功率与汽车电源的直流输入功率满足以下关系:
Figure 181877DEST_PATH_IMAGE003
其中,M表示SVPWM调制比,M0表示最佳调制比,Pm表示汽车的目标功率,PHFCe表示燃料电池在最佳工作点的输出功率,PLB1表示锂电池的输出功率,PLB2表示锂电池的充电功率,MTV1表示SVPWM调制比的第一阈值,MTV2表示SVPWM调制比的第二阈值。
2.根据权利要求1所述的永磁同步电机谐波电流抑制方法,其特征在于,所述SVPWM调制比的计算公式为:
Figure 873890DEST_PATH_IMAGE004
其中,M表示SVPWM调制比,Uo表示交流输入电压的基波幅值,Udc表示直流输入电压。
3.根据权利要求1所述的永磁同步电机谐波电流抑制方法,其特征在于,所述判断电流谐波畸变率是否处于畸变范围,具体包括以下步骤:
计算电流谐波畸变率;所述电流谐波畸变率的计算公式为:
Figure 610902DEST_PATH_IMAGE005
其中,THDi表示电流谐波畸变率,H表示采集输入谐波电流的次数,I1表示输入谐波电流基波分量的有效值;
将谐波治理标准值和计算得到的电流谐波畸变率进行比较,若电流谐波畸变率大于谐波治理标准值,则电流谐波畸变率不处于畸变范围。
4.根据权利要求1所述的永磁同步电机谐波电流抑制方法,其特征在于,所述最佳调制比为0.907。
5.根据权利要求1所述的永磁同步电机谐波电流抑制方法,其特征在于,所述启动滤波模块滤除定子谐波电流,具体包括以下步骤:
谐波电流滤除前计算当前所需滤除的谐波电流,依据计算结果启动滤波模块进行若干次谐波电流滤除,直至电流谐波畸变率小于谐波治理标准值为止。
6.一种永磁同步电机谐波电流抑制系统,其特征在于,包括汽车电源、逆变器、永磁同步电机、滤波模块、SVPWM驱动模块、采集模块、计算模块、判断模块和控制模块;
所述汽车电源、逆变器和永磁同步电机顺次连接,所述滤波模块与永磁同步电机的输入端连接,所述SVPWM驱动模块与逆变器连接;
所述采集模块用于获取车辆的目标速度和目标功率,采样直流输入电压、交流输入电压以及电机输入端的输入谐波电流;其中,所述直流输入电压经过逆变转换后得到交流输入电压,所述交流输入电压接入电机输入端;
所述计算模块用于依据直流输入电压和交流输入电压计算SVPWM调制比,从输入谐波电流提取定子谐波电流;
所述判断模块用于判断电流谐波畸变率是否处于畸变范围;
所述SVPWM驱动模块用于向逆变器输出调制信号;
所述控制模块用于在电流谐波畸变率不处于畸变范围时,启动滤波模块滤除输入谐波电流,依据汽车的目标功率确定汽车电源供电方式,依据SVPWM调制比控制汽车电源以所选择的供电方式响应汽车的目标功率;
所述依据汽车的目标功率选择汽车电源供电方式,具体包括以下步骤:
当目标功率大于燃料电池的最大输出功率时,确定为同时使用燃料电池和锂电池进行供电,当目标功率小于或等于燃料电池的最大输出功率时,确定为使用燃料电池进行供电,使将直流输入电压逆变转换为交流输入电压的逆变器的调制比趋向于最佳调制比;
所述依据SVPWM调制比控制汽车电源以所选择的供电方式响应汽车的目标功率,具体包括以下步骤:
当M>M0时,控制燃料电池和锂电池同时向逆变器进行供电,使汽车的目标功率与汽车电源的直流输入功率满足以下关系:
Figure 134287DEST_PATH_IMAGE001
当MTV1≤M≤M0时,控制燃料电池向逆变器进行供电,锂电池停机,使汽车的目标功率与汽车电源的直流输入功率满足以下关系:
Figure 501814DEST_PATH_IMAGE002
当MTV2≤M<MTV1时,控制燃料电池向逆变器进行供电以及对锂电池进行充电,使汽车的目标功率与汽车电源的直流输入功率满足以下关系:
Figure 743440DEST_PATH_IMAGE003
其中,M表示SVPWM调制比,M0表示最佳调制比,Pm表示汽车的目标功率,PHFCe表示燃料电池在最佳工作点的输出功率,PLB1表示锂电池的输出功率,PLB2表示锂电池的充电功率,MTV1表示SVPWM调制比的第一阈值,MTV2表示SVPWM调制比的第二阈值。
7.一种计算机设备,其特征在于,包括:
存储器,存储有计算机程序;
处理器,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-5任一项所述的永磁同步电机谐波电流抑制方法。
8.一种计算机存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述的永磁同步电机谐波电流抑制方法。
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