具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的电机转矩脉动抑制方法、装置以及电机控制器、存储介质。

图1是根据本发明实施例的电机转矩脉动抑制方法的流程图。

如图1所示，该方法包括以下步骤：

S101，在电机运行过程中，获取电机当前时刻的电角度及实际转速。

其中，电机是待抑制转矩脉动的处于运行状态的电机，可以是永磁同步电机。

具体地，可给定电机恒定的转速指令，以驱动电机带负载稳定运行。其中，给定的转速是根据电机的参数确定的、位于电机正常运行速度范围内的任一转速值，负载可以是压缩机类负载。在电机运行过程中，可通过信号采集器获取电机当前的电角度及实际转速，并可将其存储于存储器中，以待后续调用。

应当理解，可控制电机运行于速度闭环模式，具体来说，可控制电机控制器以转速外环、电流内环的双闭环模式运行，转速外环的输入为当前给定的转速，输出为转矩值，根据转矩值计算出电流值，该电流值即为电流内环的输入，电流值经电流内环转换为电机的驱动电压，以驱动电机运行。

S102，根据实际转速与当前给定的转速，确定电机当前的转速波动值。

具体地，可以计算实际转速与当前给定的转速之间的差值，即为当前的转速波动值，并将转速波动值存储于存储器中，以待后续调用。

S103，根据当前的转速波动值及电流环调制频率，确定当前的交轴电流补偿值。

其中，电流环调制频率可以为电流内环进行PI(Proportional Integral，比例积分)调节的频率，即PI调节器的采样频率。

需要说明的是，交轴电流的脉动可导致电机转矩的脉动，电机转矩的脉动可导致电机转速的波动，而电流环调制频率是固定不变的，因此，可根据当前的转速波动值及电流环调制频率，确定当前的交轴电流补偿值，并可将该交轴电流补偿值存储于存储器中，以待后续调用。

S104，根据预设的关键电角度与交轴电流的映射关系，确定与当前时刻的电角度对应的待补偿的交轴电流。

其中，预设的关键电角度可以是电机的每个电周期内的多个电角度。

需要说明的是，当电机的负载为压缩机类负载时，电机的负载转矩(在电机稳定运行时，负载转矩等于电磁转矩)与运行电角度θ呈正相关，可采用id＝0的控制方式控制电机运行，则根据公式：

T_e＝p((L_d-L_q)i_di_q+ψ_fi_q) (1)

可得出电磁转矩T_e正比于交轴电流i_q，其中，p为电机的极对数，L_d为直轴电感、L_q为交轴电感，i_d为直轴电流，i_q为交轴电流，ψ_f为电机磁链。因此，电机的交轴电流i_q与电角度θ之间存在映射关系。因此，可设置预设的关键电角度，且在电机运行时，可在电机的每个预设的关键电角度下检测出对应的交轴电流，从而得到与预设的关键电角度(θ₀,θ₁,θ₂…θ_a)对应的交轴电流(i_q0,i_q1,i_q2…i_qa)，其中，每一个关键电角度对应一个交轴电流，例如，电角度θ₂对应交轴电流i_q2，可跟据映射关系构建电机的交轴电流i_q-电角度θ数据表，并可将该数据表存储于存储器中，以待后续调用。

因此，在步骤S101中已经获得电机当前时刻的电角度的情况下，可先检测出电机在当前时刻的电角度下的实际交轴电流，然后可根据实际交轴电流以及映射关系确定与当前时刻的电角度对应的待补偿的交轴电流。

S105，利用当前的交轴电流补偿值，对待补偿的交轴电流进行补偿。

具体地，将计算出的当前的交轴电流补偿值叠加到待补偿的交轴电流上，以实现交轴电流的补偿，从而降低交轴电流的脉动。

S106，根据补偿后的交轴电流值，对电机进行驱动。

具体地，相较于补偿前的交轴电流值，补偿后的交轴电流值的脉动大大减小，根据补偿后的交轴电流值对电机进行驱动时，能够抑制电机转矩脉动，使电机输出平稳的电磁转矩，大大减少电机的转速波动、噪声以及机械振动。

本发明实施例的电机转矩脉动抑制方法，相较于相关技术中的逆变器死区补偿法，在不增加硬件成本的前提下，在电机的运行过程中，通过降低交轴电流的脉动获得平稳的电磁转矩，因此，能够在负载转矩时刻变化时抑制电机的转矩脉动。

由此，该电机转矩脉动抑制方法，实时获取电机的实际转速及电角度，进而根据转速波动值及电流环调制频率，确定电流补偿值，进而对待补偿的交轴电流进行补偿，从而能够在电机的负载转矩变化的情况下，实时对交轴电流进行补偿，以降低交轴电流的脉动，进而实现对电机转矩脉动的抑制。

需要说明的是，本发明实施例的上述步骤S101至S105，可分别对应一个程序，且每个程序均可存储在存储器中，以供处理器执行，在处理器执行存储器中的对应程序时，实现上述步骤S101至S105，从而实现本发明实施例的电机转矩脉动抑制方法。除此之外，还可以通过以下实施例实现上述步骤S101至S105，下面进行详细说明：

在本发明的一个实施例中，根据当前的转速波动值及电流环调制频率，确定当前的交轴电流补偿值，即上述步骤S103，可包括：

根据公式：

确定当前的交轴电流补偿值，其中，Δi_q为当前的交轴电流补偿值，Δn为转速波动值，f_samp为电流环调制频率。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，在上述步骤S105中的对待补偿的交轴电流进行补偿之前，还包括以下步骤：

S201，获取电机在最小转速运行时的电频率。

具体而言，可根据公式：

计算电机在最小转速n_min运行时的电频率f_min，其中，p为电机的极对数。

S202，根据电流环调制频率与电频率的比值，将电机的每个电周期进行区间划分，以确定每个电周期内包含的各关键电角度。

其中，电机的每个电周期是指电机的每对旋转磁极旋转一圈的时间，是360°，也就是说电机的每对旋转磁极对应一个电周期360°。

具体而言，首先可计算电流环调制频率f_samp与电频率f_min的比值，然后根据该比值将电机的每对旋转磁极对应的一个完整电周期360°划分为a个区间，其中，a≥1，且a为整数，从而使得每个电周期包含a+1个关键电角度，可将每个关键电角度存储于存储器中，以待后续确定与每个关键电角度对应的交轴电流参考值。

S203，根据电机在当前负载下对应的交轴电流曲线，确定各关键电角度对应的交轴电流参考值。其中，交轴电流曲线是指电机带负载稳定运行时，测试出来的实际的交轴电流曲线。

需要说明的是，对于带动压缩机类负载运行的电机来说，在转速闭环控制模式下稳定运行时，电机的交轴电流跟随负载转矩变化，负载转矩跟随电机的电角度变化，因此可得到电机的负载转矩跟随电角度变化。

具体而言，在电机运行时可检测根据转速外环输出的转矩值得到的电流值，并根据电流值绘制出当前负载下对应的交轴电流曲线，进而根据交轴电流曲线即可确定出与各关键电角度对应的各交轴电流参考值。

可以理解的是，各交轴电流参考值可能存在多个待补偿的交轴电流值，在确定出各交轴电流参考值之后，可以将每个交轴电流参考值，与上述步骤S104中得到的交轴电流i_q-电角度θ数据表中的与各关键电角度对应的各交轴电流进行比对，如果比对出交轴电流参考值与对应的交轴电流不同，则说明该交轴电流参考值产生脉动，为待补偿的交轴电流。

相应的，上述步骤S105中的对待补偿的交轴电流进行补偿，包括：对所属角度区间的第一边界角度值对应的第一交轴电流、及第二边界角度值对应的第二交轴电流分别进行补偿。

具体而言，可首先获取当前电角度θ_x所在的角度区间(θ_y，θ_y+1)，其中，θ_y为第一边界角度值，θ_y+1为第二边界角度值，然后利用当前的交轴电流补偿值Δi_q对第一边界角度值θ_y对应的第一交轴电流i_qrefy、及第二边界角度值θ_y+1对应的第二交轴电流i_qrefy+1分别进行补偿。

进一步地，如图3所示，根据电流环调制频率与电频率的比值，将电机的每个电周期进行区间划分，即上述步骤S202，可包括以下步骤：

S301，对电流环调制频率与电频率的比值进行取整处理，以确定每个电周期内包含的区间数量a。

具体而言，可根据公式：

计算电机的每个电周期包含的区间数量a，其中，f_samp为电流环调制频率，a取整数。

S302，根据公式：

确定每个区间对应的角度范围d1、d2，其中，d为每个区间对应的电角度大小值。

S303，根据每个区间对应的角度范围，确定每个电周期内包含的各关键电角度。

举例而言，如果计算出a＝4，即将电机的每个电周期划分为4个区间，则每个区间对应的角度范围d1、d2分别为0°～90°、90°～180°、180°～270°、270°～360°，每个区间的电角度大小为90°，由此可见，每个电周期内包含的关键电角度为0°、90°、270°和360°。

在一个示例中，对所属角度区间的第一边界角度值对应的第一交轴电流、及第二边界角度值对应的第二交轴电流分别进行补偿，包括：

根据公式：

对第一边界角度值对应的第一交轴电流进行补偿；根据公式：

对第二边界角度值对应的第二交轴电流进行补偿，其中，Δi_qy为第一交轴电流的补偿值，Δi_q为当前的交轴电流补偿值，θ_x为当前时刻的电角度，θ_y为第一边界角度值，θ_y+1为第二边界角度值，Δi_qy+1为第二交轴电流的补偿值，g为比例系数。

具体地，首先分别根据公式(5)和公式(6)计算出第一交轴电流值的补偿值Δi_qy和第二交轴电流值的补偿值Δi_qy+1，然后将第一交轴电流值的补偿值Δi_qy和第二交轴电流值的补偿值Δi_qy+1分别叠加到第一交轴电流i_qrefy和第二交轴电流i_qrefy+1上。即实现了将当前的交轴电流补偿值Δi_q按比例分别叠加到第一边界角度值θ_y、第二边界角度值θ_y+1分别对应的第一交轴电流i_qrefy、第二交轴电流i_qrefy+1上，从而达到降低交轴电流脉动，得到平稳的电磁转矩效果。

在本发明的一个示例中，在对待补偿的交轴电流进行补偿之后，还包括：根据补偿后的交轴电流值，对电机进行驱动。

具体地，在对待补偿的交轴电流进行补偿之后，即可将补偿后的交轴电流值输入电流内环，通过电流内环将补偿后的交轴电流值转化为电机的驱动电压，以驱动电机运行，此时，电机输出的电磁转矩不再发生脉动。

综上所述，该方法通过根据电机的电角度、转速以及电流环调制频率对待补偿的交轴电流进行补偿，从而能够在电机的负载转矩变化的情况下，降低交轴电流的脉动实现对电机转矩脉动的抑制。

为了实现上述实施例，本发明还提出一种电机转矩脉动抑制装置。图4是根据本发明实施例的电机转矩脉动抑制装置的结构框图。

如图4所示，电机转矩脉动抑制装置10包括获取模块11、确定模块12、补偿模块13和驱动模块14。

其中，获取模块11用于在电机运行过程中，获取电机当前时刻的电角度及实际转速；确定模块12用于根据实际转速与当前给定的转速，确定电机当前的转速波动值；用于根据当前的转速波动值及电流环调制频率，确定当前的交轴电流补偿值；以及，用于根据预设的关键电角度与交轴电流的映射关系，确定与当前时刻的电角度对应的待补偿的交轴电流；补偿模块13用于利用当前的交轴电流补充值，对待补偿的交轴电流进行补偿；驱动模块14用于对对待补偿的交轴电流进行补偿之后，根据补偿后的交轴电流值，对电机进行驱动。

具体地，在实际应用中，首先通过获取模块11在电机运行过程中获取电机当前时刻的电角度及实际转速；然后通过确定模块12根据实际转速与当前给定的转速确定电机当前的转速波动值；根据当前的转速波动值及电流环调制频率，确定当前的交轴电流补偿值；以及，根据预设的关键电角度与交轴电流的映射关系，确定与当前时刻的电角度对应的待补偿的交轴电流；最后通过补偿模块13利用当前的交轴电流补充值，对待补偿的交轴电流进行补偿；早对对待补偿的交轴电流进行补偿之后，通过驱动模块14根据补偿后的交轴电流值，对电机进行驱动。

在本发明的一个实施例中，获取模块12还可用于：获取电机在最小转速运行时的电频率；根据电流环调制频率与电频率的比值，将电机的每个电周期进行区间划分，以确定每个电周期内包含的各关键电角度；根据电机在当前负载下对应的交轴电流曲线，确定各关键电角度对应的交轴电流参考值；相应的，补偿模块13可具体用于：对所属角度区间的第一边界角度值对应的第一交轴电流、及第二边界角度值对应的第二交轴电流分别进行补偿。

需要说明的是，前述对电机转矩脉动抑制方法实施例的解释说明也适用于该实施例的电机转矩脉动抑制装置，此处不再赘述。

本发明实施例的电机转矩脉动抑制装置，通过根据电机的电角度、转速以及电流环调制频率对待补偿的交轴电流进行补偿，从而能够在电机的负载转矩变化的情况下，降低交轴电流的脉动实现对电机转矩脉动的抑制。

进一步地，本发明还提出了一种电机控制器，包括：至少一个处理器和与至少一个处理器通信连接的存储器。

其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行本发明第一方面实施例提出的电机转矩脉动抑制方法。

该电机控制器，在存储器中存储的指令被至少一个处理器执行时，能够通过根据电机的电角度、转速以及电流环调制频率对待补偿的交轴电流进行补偿，从而能够在电机的负载转矩变化的情况下，降低交轴电流的脉动实现对电机转矩脉动的抑制。

为了实现上述实施例，本发明还提出一种可读存储介质，其上存储有电机转矩脉动抑制程序，该程序被处理器执行时，实现本发明第一方面实施例提出的电机转矩脉动抑制方法。

该可读存储介质，在其上存储的电机转矩脉动抑制程序被处理器执行时，能够通过根据电机的电角度、转速以及电流环调制频率对待补偿的交轴电流进行补偿，从而能够在电机的负载转矩变化的情况下，降低交轴电流的脉动实现对电机转矩脉动的抑制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，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模块中，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模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。