本發明公開了一種12/10極結構的電勵磁雙凸極電機的轉矩脈動抑制方法，包括：對所述電勵磁雙凸極電機采用正弦波驅動，在反電勢存在5、7諧波時，電勵磁雙凸極輸出轉矩脈動存在固定次諧波；在不改變電樞繞組驅動控制方式下，通過在勵磁電流中注入諧波的控制方式，消除所述電勵磁雙凸極電機的輸出轉矩脈動。本發明能夠有效降低正弦波驅動方式下12/10極結構電勵磁雙凸極電機的轉矩脈動。

技術領域

本發明涉及電機控制技術領域，特別是涉及一種12/10極結構的電勵磁雙凸極電機的轉矩脈動抑制方法。

背景技術

雙凸極電機結構與SRM類似，其定轉子都是凸極式結構，但與SRM不同的是，雙凸極電機定子側采用了永磁體勵磁或者直流繞組勵磁，在電感變化的上升和下降區間均能夠出力，提高了功率密度。電勵磁雙凸極電機(DSEM)轉子上無永磁體和繞組，具有結構簡單，控制靈活，容錯性能好，使用惡劣工況的優點，在電動汽車、航空等領域均有很好的應用前景。由于DSEM采用了直流繞組勵磁，大大降低電機的制造成本，并且勵磁電流可控，非常容易實現弱磁升速，但是由于勵磁繞組需要消耗一定的能量，導致DSEM效率相對較低。將勵磁繞組復用至電機驅動器的前級DCDC中，不僅能夠解決傳統DSEM勵磁損耗的問題，顯著提高了系統的效率，還可以有效改善驅動運行的輸出特性。

電動機的轉矩脈動問題對電機的平穩運行十分重要，由于DSEM定轉子均為凸極結構，電動運行時常采用的三相三狀態通電規則在電樞繞組電感最大處換相，造成一定的轉矩跌落，帶來較大的轉矩脈動。對于傳統方波控制的DSEM，常采用換相角度優化的轉矩脈動抑制策略，比如標準角控制策略、提前角度控制策略、三相六狀態控制策略和三相九狀態控制方法等策略，其效果相比正弦波控制的電機系統還有一定差距。DSEM反電勢在空載時由于未受到電樞反應的影響一般呈方波狀，而在勵磁電流較大時，電樞繞組通入電流產生電樞反應，電機局部磁路更加飽和使得反電勢趨于正弦化，所以也可以采用正弦波的驅動方式，仿真與實驗均表明正弦波驅動方式大大減小了DSEM在換相時的轉矩脈動。

在正弦波驅動的永磁同步電機(PMSM)中，常用定子電流補償法的基本原理來抑制轉矩脈動，比如定子諧波電流注入，注入的諧波電流通過與由非理想因素造成的擾動電流相互作用來抵消電機的轉矩波動，從而降低轉速波動，其方法常較為復雜。而目前還沒有針對正弦波驅動的DSEM的轉矩脈動抑制策略，在正弦波驅動的DSEM仿真與實驗中，均發現其電磁轉矩中存在較大的6次諧波分量，這主要是由于電機反電勢中存在的高次諧波等非理想因素導致的。相比于PMSM，DSEM由于勵磁繞組的特殊存在，給其驅動系統帶來了更多的靈活性和可能性，因此，如何利用DSEM的勵磁繞組針對電機中的非理想因素來方便快捷地抑制電機的轉矩脈動具有很好的研究意義。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種12/10極結構的電勵磁雙凸極電機的轉矩脈動抑制方法，用以在不改變電樞繞組驅動控制方式下，通過勵磁電流的控制注入諧波，消除雙凸極電機輸出轉矩脈動。

為了達到上述目的，本發明提供的技術方式是：一種12/10極結構的電勵磁雙凸極電機的轉矩脈動抑制方法，包括：對所述電勵磁雙凸極電機采用正弦波驅動，在反電勢存在5、7諧波時，電勵磁雙凸極輸出轉矩脈動存在固定次諧波；

在不改變電樞繞組驅動控制方式下，通過在勵磁電流中注入諧波的控制方式，消除所述電勵磁雙凸極電機的輸出轉矩脈動。

進一步的，所述電勵磁雙凸極電機的勵磁轉矩的表達式為：

公式(1)中，i_A、i_B、i_C表示為三相電流，i_F表示為勵磁電流，L_AF、L_BF、L_CF為勵磁繞組與各相相繞組間的互感，θ表示電角度，e_AF、e_BF、e_CF為各相反電勢，ω為電角頻率；