[发明专利]电机转矩波动补偿方法、装置及电机控制装置

说明书

本发明公开了一种电机转矩波动补偿方法、装置及电机控制装置，补偿装置包括：转矩波动信息获取模块，用于从速度调节器的输出信号中提取转矩波动信息表；第一电流补偿分量生成模块，用于根据所述转矩波动信息表生成第一电流补偿分量，所述第一电流补偿分量用于补偿至所述电机控制装置中电流环的电流指令中；转矩补偿信息确定模块，用于在所述电机的运行速度波动稳定在预设范围内时，将所述转矩波动信息表确定为转矩补偿信息表，本发明可在硬件优化遇到瓶颈时，进一步大幅提升转矩波动水平，而且可在较低的速度环增益情况下，实现平稳的速度控制，同时也可在转矩波动抑制层面，将机械产品生产装配一致性水平提升到电子产品生产一致性水平的程度。

技术领域

本发明涉及电机驱动系统，尤其涉及一种电机转矩波动补偿方法、装置及电机控制装置。

背景技术

三相交流永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM，以下简称为PMSM)，具有响应快、功率密度高、鲁棒性好等优点。由PMSM组成的交流伺服驱动，广泛应用于机床、高光机、精雕机、木雕机等高性能轨迹控制系统中。

电机运行过程中，随着转子位置的变化，由于气隙磁链空间分布非正弦和定子槽口附近结构性磁阻突变，电机轴端会产生周期性转矩波动。转矩波动引起速度波动，影响伺服性能，某些轨迹应用中表现为加工工件表面残留可见条纹、光洁度差。另外，转矩波动频率随着电机运行速度变化而变化，当电磁力波频率与驱动系统的固有机械频率接近，且两者振动模态相同时，会发生大幅度能量交换，激发强烈的机械共振，产生振动噪音，甚至造成机械损坏。

通过优化电机电磁设计，控制来料质量，规范生产工艺，可以在一定程度上减小转矩波动，但不能完全消除，而且往往会引入较大幅度的成本上升。通过提高速度环带宽可以保证速度控制精度，减小速度波动，但是并不能提升转矩控制性能，而且某些场合并不允许速度环增益拉高到与应用需求相匹配的程度。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述硬件优化遇到瓶颈、提高速度环增益并不能提升转矩控制性能且某些场合并不允许速度环增益拉高到与应用需求相匹配的程度的缺陷，提供一种电机转矩波动补偿方法、装置及电机控制装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电机转矩波动补偿装置，包括：

转矩波动信息获取模块，用于从速度调节器的输出信号中提取转矩波动信息表，所述速度调节器位于电机控制装置中；

第一电流补偿分量生成模块，用于根据所述转矩波动信息表生成第一电流补偿分量，所述第一电流补偿分量用于补偿至所述电机控制装置中电流环的电流指令中；

转矩补偿信息确定模块，用于在所述电机的运行速度波动稳定在预设范围内时，将所述转矩波动信息表确定为转矩补偿信息表。

本发明还公开了一种电机转矩波动补偿装置，包括：

转矩波动信息获取模块，用于从速度调节器的输出信号中提取转矩波动信息表，所述速度调节器位于电机控制装置中；

第一电流补偿分量生成模块，用于根据所述转矩波动信息表生成第一电流补偿分量，所述第一电流补偿分量用于补偿至所述电机控制装置中电流环的电流指令中；

转矩补偿信息确定模块，用于在所述电机的运行速度波动稳定在预设范围内时，将所述转矩波动信息表确定为转矩补偿信息表，并将所述转矩补偿信息表储存至所述电机的存储单元中；

第二电流补偿分量生成模块，用于在所述电机控制装置上电时，从所述存储单元中获取所述转矩补偿信息表，并在所述电机运行时，根据电机位置信息查找所述转矩补偿信息表，从而获取对应的第二电流补偿分量；

其中，所述转矩波动信息表包括所述电机位置信息与转矩波动的对应关系，所述第二电流补偿分量用于补偿至所述电机控制装置中电流环的电流指令中。