[发明专利]一种船用异步电机系统的噪声抑制方法

说明书

本发明公开一种船用异步电机系统的噪声抑制方法，将异步电机系统的电容中点与电机三相绕组的中点连接，计算三相电机在不同负载、不同转速下的电磁转矩脉动，绘制出q条曲线，在进行电机在线闭环控制时，计算当前转速和负载下的电磁转矩脉动理论值，并与当前电机的电磁转矩脉动实际值进行比较，通过PI调节器进行比较输出电压补偿值；将电压补偿值补偿到V/F输出的电压值，将输出的电压值与V/F积分的角度合成输出的电压矢量，送至PWM模块，由PWM模块输出驱动信号。此方法可通过离线的方式测试出电机的电磁转矩脉动大小，并利用电机电磁转矩脉动值与在线系统的电磁转矩脉动值进行闭环控制，以改善电机的磁场脉动大小，从而改善电机电磁噪声问题。

技术领域

本发明属于交流传动技术领域，特别涉及一种船用异步电机系统的噪声抑制方法。

背景技术

由于发展国家海洋资源已经成为国家重要的基本国策之一，因此海洋的设备研发是海洋资源开发的重要技术支撑。而海上资源的开发，船用装备的提供是一个重要的技术支撑，因此有必要对船用电机系统的研发进行探讨。在海上船用设备系统由于具有独特的工作环境，技术要求高，我国目前正处于起步阶段。海上的特殊环境使得船用设备的噪声对工作环境产生影响，同时也会影响设备之间的电磁辐射。而海上的船用设备在海洋资源开发上起到支撑的作用。

海上船用设备系统具有可靠性要求高以及系统效率高的特点，首先要求电机的转子结构无刷化，坚固耐用，维护简单，其次变换器能够可靠地工作也是一大要求，而且海上船用设备系统呈现出低电磁噪声的发展趋势，因此对系统的性能要求也越来越高。为了更好地满足船用系统的要求，降低船用噪声是当前电机系统存在的一个重要问题，而电磁噪声是电机噪声的重要组成部分。电机系统中电磁噪声产生的原因之一是本身电机系统进行闭环控制时由于没有控制好电机的磁场而产生的。

传统的船用三相异步电机控制系统没有考虑电磁转矩脉动，也没有考虑电机的电磁转矩脉动最小化，并引入至电机系统的闭环控制中，因此系统的控制效果存在着转矩脉动大的问题，有待改进。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种船用异步电机系统的噪声抑制方法，其可通过离线的方式测试出电机的电磁转矩脉动大小，并利用电机电磁转矩脉动值与在线系统的电磁转矩脉动值进行闭环控制，以改善电机的磁场脉动大小，从而改善电机电磁噪声问题。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种船用异步电机系统的噪声抑制方法，用于对异步电机系统进行控制，所述异步电机系统包括三相异步电机、滤波电路和三相逆变器，其中，三相异步电机通过三条功率线与滤波电路连接，而滤波电路连接三相逆变器的输出端；所述三相逆变器的母线上串接有两个电容，且电容的连接中点与三相异步电机的三相绕组中点连接；所述方法包括如下步骤：

(1)分别采样三相异步电机的相电压和相电流，根据采样得到的数据计算三相异步电机的电磁转矩，将电磁转矩脉动的大小对应此时的负载和转速绘制成曲线；然后使三相异步电机运行在不同负载、不同转速下，重复计算电磁转矩，得到不同负载、不同转矩下的电磁转矩脉动曲线q条，q为自然数；

(2)对以上q条曲线进行拟合，得到电磁转矩脉动与转速、负载之间的函数，并获得不同转速和负载下的电磁转矩脉动最小值；

(3)进行电机在线闭环控制时，根据步骤(2)得到的函数计算当前转速和负载下的电磁转矩脉动理论值，并与当前电机的电磁转矩脉动实际值进行比较，通过PI调节器进行比较输出电压补偿值；

(4)将电压补偿值补偿到V/F输出的电压值，将输出的电压值与V/F积分的角度合成输出的电压矢量，送至PWM模块，由PWM模块输出驱动信号。

上述步骤(1)中，改变三相异步电机的负载时，每隔p％额定转矩和p％额定转速进行调整，其中，0<p<100。

上述步骤(1)中，p和q的取值满足p*q＝100。