一种母线电压谐波的抑制方法、装置、存储介质及电机与流程
本发明属于电机技术领域，具体涉及一种母线电压谐波的抑制方法、装置、存储介质及电机，尤其涉及一种母线无电解电容的永磁同步电机驱动系统的母线电压谐波抑制方法、装置、存储介质及电机。
背景技术：
在冰箱、空调、风扇等家电领域，提高系统的可靠性、提高功率因数、降低成本是一个逐渐发展的趋势。在传统的永磁同步电机驱动系统中母线电容采用大电解电容，存在大电解电容的使用寿命短，体积大等缺点；而薄膜电容具有使用寿命长，体积小的优点，因此在电机驱动系统中用薄膜电容替代大电解电容可以改善传统电机驱动系统中的不足。母线无电解电容永磁同步电机驱动系统，具有使用寿命强、功率因数高、成本低、可靠性强和体积小等特点，但母线无电解电容的永磁同步电机驱动系统的母线电压谐波大。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
技术实现要素：
本发明的目的在于，针对上述缺陷，提供一种母线电压谐波的抑制方法、装置、存储介质及电机，以解决母线无电解电容的永磁同步电机驱动系统的母线电压谐波大的问题，达到抑制母线电压谐波的效果。
本发明提供一种母线电压谐波的抑制方法，包括：获取交流电源电压的绝对值与电机的母线电压的电压差值；确定所述电压差值是否等于设定电压值；若所述电压差值不等于所述设定电压值，则对电机的当前功率因数进行修正，以得到修正功率因数；按所述修正功率因数控制电机的母线电流，以实现对电机的母线电压谐波的抑制。
可选地，获取交流电源电压的绝对值与电机的母线电压的电压差值，包括：获取由交流电压检测模块检测得到的交流电源电压，并获取由电压采样模块采样得到的电机的母线电压；将所述交流电源电压的绝对值与所述母线电压之差，作为交流电源电压的绝对值与电机的母线电压的电压差值；其中，交流电压检测模块，设置在交流电源与电机的控制器之间；电压采样模块，包括：电阻采样电路；所述电阻采样电路连接至电机的控制器。
可选地，对电机的当前功率因数进行修正，包括：若所述电压差值小于所述设定电压值，则增大所述当前功率因数，以得到增大后的修正功率因数；若所述电压差值大于所述设定电压值，则减小所述当前功率因数，以得到减小后的修正功率因数。
可选地，其中，增大所述当前功率因数，包括：将所述电压差值与第一设定修正系数的乘积，作为第一修正量；将所述第一修正量的绝对值与所述当前功率因数之和，作为增大后的修正功率因数；和/或，减小所述当前功率因数，包括：将所述电压差值与第二设定修正系数的乘积，作为第二修正量；将所述当前功率因数与所述第二修正量之差，作为减小后的修正功率因数。
可选地，按所述修正功率因数控制电机的母线电流，包括：将所述修正功率因数经过反余弦处理，得到修正功率因数角；将所述修正功率因数角与电机的定子电流相位相加，得到修正后的极坐标系下的定子电压相位；并确定修正后的极坐标系下的定子电压幅值；将修正后的极坐标系下的定子电压相位、与修正后的极坐标系下的定子电压幅值，经坐标变换处理，得到同步旋转坐标系下的d轴定子电压和q轴定子电压；按同步旋转坐标系下的d轴定子电压和q轴定子电压，控制电机的svpwm单元中逆变器的开关状态，以驱动电机的运行。
可选地，还包括：将电机的pi调节器输出的d轴给定电压和q轴给定电压，经同步旋转坐标系到极坐标系的坐标变换，得到极坐标系下电机的定子电压相位幅值和定子电压相位；将电机的三相定子电流，经abc坐标系向同步旋转坐标系的坐标变换，得到同步旋转坐标系下的d轴定子电流和q轴定子电流；通过电流的相位检测器，检测得到同步旋转坐标系下的d轴定子电流和q轴定子电流的定子电流相位；将同步旋转坐标系下的定子电压相位和定子电流相位的相位差值，经余弦处理，得到电机的当前功率因数。
与上述方法相匹配，本发明另一方面提供一种母线电压谐波的抑制装置，包括：获取单元，用于获取交流电源电压的绝对值与电机的母线电压的电压差值；确定单元，用于确定所述电压差值是否等于设定电压值；控制单元，用于若所述电压差值不等于所述设定电压值，则对电机的当前功率因数进行修正，以得到修正功率因数；所述控制单元，还用于按所述修正功率因数控制电机的母线电流，以实现对电机的母线电压谐波的抑制。
可选地，所述获取单元获取交流电源电压的绝对值与电机的母线电压的电压差值，包括：获取由交流电压检测模块检测得到的交流电源电压，并获取由电压采样模块采样得到的电机的母线电压；将所述交流电源电压的绝对值与所述母线电压之差，作为交流电源电压的绝对值与电机的母线电压的电压差值；其中，交流电压检测模块，设置在交流电源与电机的控制器之间；电压采样模块，包括：电阻采样电路；所述电阻采样电路连接至电机的控制器。
可选地，所述控制单元对电机的当前功率因数进行修正，包括：若所述电压差值小于所述设定电压值，则增大所述当前功率因数，以得到增大后的修正功率因数；若所述电压差值大于所述设定电压值，则减小所述当前功率因数，以得到减小后的修正功率因数。
可选地，其中，所述控制单元增大所述当前功率因数，包括：将所述电压差值与第一设定修正系数的乘积，作为第一修正量；将所述第一修正量的绝对值与所述当前功率因数之和，作为增大后的修正功率因数；和/或，所述控制单元减小所述当前功率因数，包括：将所述电压差值与第二设定修正系数的乘积，作为第二修正量；将所述当前功率因数与所述第二修正量之差，作为减小后的修正功率因数。
可选地，所述控制单元按所述修正功率因数控制电机的母线电流，包括：将所述修正功率因数经过反余弦处理，得到修正功率因数角；将所述修正功率因数角与电机的定子电流相位相加，得到修正后的极坐标系下的定子电压相位；并确定修正后的极坐标系下的定子电压幅值；将修正后的极坐标系下的定子电压相位、与修正后的极坐标系下的定子电压幅值，经坐标变换处理，得到同步旋转坐标系下的d轴定子电压和q轴定子电压；按同步旋转坐标系下的d轴定子电压和q轴定子电压，控制电机的svpwm单元中逆变器的开关状态，以驱动电机的运行。
可选地，还包括：所述控制单元，还用于将电机的pi调节器输出的d轴给定电压和q轴给定电压，经同步旋转坐标系到极坐标系的坐标变换，得到极坐标系下电机的定子电压相位幅值和定子电压相位；所述控制单元，还用于将电机的三相定子电流，经abc坐标系向同步旋转坐标系的坐标变换，得到同步旋转坐标系下的d轴定子电流和q轴定子电流；通过电流的相位检测器，检测得到同步旋转坐标系下的d轴定子电流和q轴定子电流的定子电流相位；所述控制单元，还用于将同步旋转坐标系下的定子电压相位和定子电流相位的相位差值，经余弦处理，得到电机的当前功率因数。
与上述装置相匹配，本发明再一方面提供一种电机，包括：以上所述的母线电压谐波的抑制装置。
与上述方法相匹配，本发明再一方面提供一种存储介质，包括：所述存储介质中存储有多条指令；所述多条指令，用于由处理器加载并执行以上所述的母线电压谐波的抑制方法。
与上述方法相匹配，本发明再一方面提供一种电机，包括：处理器，用于执行多条指令；存储器，用于存储多条指令；其中，所述多条指令，用于由所述存储器存储，并由所述处理器加载并执行以上所述的母线电压谐波的抑制方法。
本发明的方案，通过利用交流电压检测单元检测交流电源的电压绝对值与母线电压的差值，控制母线电流的大小，使母线电压波形较好地跟踪交流电压绝对值波形，可以降低母线电压的谐波。
进一步，本发明的方案，通过利用交流电压检测单元检测交流电源的电压绝对值与母线电压的差值，控制母线电流的大小，使母线电压波形较好地跟踪交流电压绝对值波形，可以提高系统交流侧的功率因数。
进一步，本发明的方案，通过利用交流电压检测单元检测交流电源的电压绝对值与母线电压的差值，和一个比例因子的乘积作为功率因数的修正量，修正当前的功率因数，间接地控制母线电流的大小，使母线电压的波形跟踪交流电压绝对值的波形，可以降低母线电压的谐波，提升供电安全性。
进一步，本发明的方案，通过将交流电压检测单元检测交流电源的电压绝对值与母线电压做差得到差值，将差值和一个比例因子的乘积作为功率因数的修正量修正当前的功率因数，得到增大或减小后的电机的功率因数，间接地控制母线电流的大小，使母线电压的波形跟踪交流电压绝对值的波形，达到抑制母线电压谐波的效果。
进一步，本发明的方案，通过将交流电压检测单元检测交流电源的电压绝对值与母线电压做差得到差值δv，将差值和一个比例因子λ的乘积作为功率因数的修正量，利用公式pf*＝pf-λ*δv修正当前的功率因数，得到增大或减小后的电机的功率因数pf*，间接地控制母线电流的大小，使母线电压的波形跟踪交流电压绝对值的波形，很好地抑制了母线电压谐波，有利于提升供电可靠性和安全性。
由此，本发明的方案，通过利用交流电压检测单元检测交流电源的电压绝对值与母线电压的差值，控制母线电流的大小，使母线电压波形较好地跟踪交流电压绝对值波形，解决母线无电解电容的永磁同步电机驱动系统的母线电压谐波大的问题，达到抑制母线电压谐波的效果。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的母线电压谐波的抑制方法的一实施例的流程示意图；
图2为本发明的方法中获取交流电源电压的绝对值与电机的母线电压的电压差值的一实施例的流程示意图；
图3为本发明的方法中增大所述当前功率因数的一实施例的流程示意图；
图4为本发明的方法中减小所述当前功率因数的一实施例的流程示意图；
图5为本发明的方法中按所述修正功率因数控制电机的母线电流的一实施例的流程示意图；
图6为本发明的方法中确定电机的当前功率因数的一实施例的流程示意图；
图7为本发明的母线电压谐波的抑制装置的一实施例的结构示意图；
图8为发明的电机的一实施例的母线无电解电容的永磁同步电机控制装置的结构示意图；
图9为本发明的电机的一实施例的未采用母线电压谐波抑制策略的交流电压波形和母线电压波形示意图；
图10为本发明的电机的一实施例的采用母线电压谐波抑制策略的交流电压波形和母线电压波形示意图；
图11为本发明的电机的一实施例的母线无电解电容的永磁同步电机系统中抑制母线电压谐波的控制策略的结构示意图；
图12为本发明的电机的一实施例的抑制母线电压谐波的控制策略的流程示意图。
结合附图，本发明实施例中附图标记如下：
102-获取单元；104-确定单元；106-控制单元。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种母线电压谐波的抑制方法，如图1所示本发明的方法的一实施例的流程示意图。该母线电压谐波的抑制方法可以包括：步骤s110至步骤s140。
在步骤s110处，获取交流电源电压的绝对值与电机的母线电压的电压差值。其中，该交流电源，是可以用于为电机供电的三相交流电源。
可选地，可以结合图2所示本发明的方法中获取交流电源电压的绝对值与电机的母线电压的电压差值的一实施例流程示意图，进一步说明步骤s110中获取交流电源电压的绝对值与电机的母线电压的电压差值的具体过程，可以包括：步骤s210和步骤s220。
步骤s210，获取由交流电压检测模块检测得到的交流电源电压，并获取由电压采样模块采样得到的电机的母线电压。
步骤s220，将所述交流电源电压的绝对值与所述母线电压之差，作为交流电源电压的绝对值与电机的母线电压的电压差值。
其中，交流电压检测模块，设置在交流电源与电机的控制器之间。电压采样模块，可以包括：电阻采样电路。所述电阻采样电路连接至电机的控制器。其中，电压采样模块，可以包括：第一采样电阻(如电阻r1)和第二采样电阻(如电阻r2)，第一采样电阻和第二采样电阻串联后形成电阻采样电路，与母线电容(如电容c1)并联，且第一采样电阻和第二采样电阻的公共端连接至电机的控制器，该公共端作为母线电压的采样点。
例如：如图8所示，r1和r2构成简单的电压采样电路；交流电压检测电路k完成交流电源的电压采样。
由此，通过基于交流电压检测模块得电交流电源电压，基于电压采样模块得电母线电压，进而计算得到交流电源电压的绝对值与电机的母线电压的电压差值，使得对交流电源电压的绝对值与电机的母线电压的电压差值的获取安全且精准。
在步骤s120处，确定所述电压差值是否等于设定电压值。其中，该设定电压值，可以为零。
在步骤s130处，若所述电压差值不等于所述设定电压值，则对电机的当前功率因数进行修正，以得到修正功率因数，即得到修正后的修正功率因数。若所述电压差值等于所述设定电压值，则不对电机的当前功率因数进行修正，即维持按所述当前功率因数控制母线电流。
可选地，步骤s130中对电机的当前功率因数进行修正，可以包括以下两种修正情形。
第一种修正情形：若所述电压差值小于所述设定电压值，则增大所述当前功率因数，以得到增大后的修正功率因数。
更可选地，可以结合图3所示本发明的方法中增大所述当前功率因数的一实施例流程示意图，进一步说明增大所述当前功率因数的具体过程，可以包括：步骤s310和步骤s320。
步骤s310，将所述电压差值与第一设定修正系数的乘积，作为第一修正量。
步骤s320，将所述第一修正量的绝对值与所述当前功率因数之和，作为增大后的修正功率因数。其中，第一修正量为负值，也可以是将所述当前功率因数与所述第一修正量之差，作为增大后的修正功率因数。
由此，通过在交流电源电压的绝对值与电机的母线电压的电压差值小于设定电压值的情况下，增大当前功率因数，可以更好地抑制母线电压谐波，且在该情形下抑制母线电压谐波的方式简便且可靠。
第二种修正情形：若所述电压差值大于所述设定电压值，则减小所述当前功率因数，以得到减小后的修正功率因数。
例如：利用交流电压检测单元检测交流电源的电压绝对值|ug|与母线电压vdc的差值δv，和一个比例因子λ的乘积λ*δv作为功率因数的修正量，修正当前的功率因数pf，间接地控制母线电流id的大小，使母线电压的波形跟踪交流电压绝对值|ug|的波形，以此达到抑制母线电压谐波的功能。
由此，通过针对交流电源电压的绝对值与电机的母线电压的电压差值与设定电压值之间的不同大小关系进行不同的修正，可以满足不同情形下对电机的当前功率因数的修正，从而可以满足不同情形下对母线电压谐波的抑制，简便且可靠。
更可选地，可以结合图4所示本发明的方法中减小所述当前功率因数的一实施例流程示意图，进一步说明减小所述当前功率因数的具体过程，可以包括：步骤s410和步骤s420。
步骤s410，将所述电压差值与第二设定修正系数的乘积，作为第二修正量。
步骤s420，将所述当前功率因数与所述第二修正量之差，作为减小后的修正功率因数。其中，第二修正量为正值。第一设定修正系数和第二修正系数可以为相同系数，也可以为不同系数。
例如：将交流电压检测单元检测交流电源的电压绝对值|ug|与母线电压vdc做差得到差值δv，将差值δv和一个比例因子λ的乘积λ*δv作为功率因数pf的修正量，利用公式pf*＝pf-λ*δv修正当前的功率因数pf，得到增大或减小后的电机的功率因数pf*，间接地控制母线电流id的大小，使母线电压的波形跟踪交流电压绝对值|ug|的波形，以此实现抑制母线电压谐波的功能。
由此，通过在交流电源电压的绝对值与电机的母线电压的电压差值大于设定电压值的情况下，减小当前功率因数，可以更好地抑制母线电压谐波，且在该情形下抑制母线电压谐波的方式简便且可靠。
在步骤s140处，按所述修正功率因数控制电机的母线电流，以实现对电机的母线电压谐波的抑制，即，以使电机的母线电压的波形跟踪交流电源电压的波形，实现对母线电压谐波的抑制。
例如：一种母线无电解电容的永磁同步电机驱动系统的母线电压谐波抑制方法，利用交流电压检测单元检测交流电源的电压绝对值|ug|与母线电压vdc的差值，控制母线电流id的大小，使母线电压波形较好地跟踪交流电压绝对值|ug|波形，有效降低了母线电压的谐波，解决了母线无电解电容的永磁同步电机驱动系统的母线电压谐波大的问题。其中，使母线电压的波形较好地跟踪交流电压绝对值|ug|的波形，还可以提高系统交流侧的功率因数。
例如：参见图10中的母线电压波形和交流电源的电压波形，当母线电压vdc大于交流电源电压的绝对值|ug|时，控制母线电流id加大，增大母线电容c1电量消耗，而直接控制母线电流id的方法难度大，可以通过控制电机的功率因数增加的方式来达到增加母线电流id的效果，最终使母线电压趋于交流电源电压|ug|；当母线电压vdc小于交流电源电压|ug|时，控制母线电流id减小，可以通过控制电机的功率因数减小的方式来达到减小母线电流id的效果，使母线电压趋于交流电源电压|ug|。
由此，通过在交流电源电压的绝对值与电机的母线电压的电压差值不等于设定电压值的情况下，对电机的当前功率因数进行修正，进而根据修正得到的修正功率因数控制电机的母线电流，以抑制母线电压谐波，实现方式方便、且对母线电压谐波抑制的可靠性高。
可选地，可以结合图5所示本发明的方法中按所述修正功率因数控制电机的母线电流的一实施例流程示意图，进一步说明步骤s140中按所述修正功率因数控制电机的母线电流的具体过程，可以包括：步骤s510至步骤s540。
步骤s510，将所述修正功率因数经过反余弦处理，得到修正功率因数角。
步骤s520，将所述修正功率因数角与电机的定子电流相位相加，得到修正后的极坐标系下的定子电压相位(或定子电压相位角)；并确定修正后的极坐标系下的定子电压幅值。
步骤s530，将修正后的极坐标系下的定子电压相位、与修正后的极坐标系下的定子电压幅值，经坐标变换处理，得到同步旋转坐标系下的d轴定子电压和q轴定子电压。
步骤s540，按同步旋转坐标系下的d轴定子电压和q轴定子电压，控制电机的svpwm单元中逆变器的开关状态，以驱动电机的运行，即驱动永磁电机的运行。
例如：参见图11所示的例子，δv＝|ug|-vdc，比例因子λ的取值范围为0～1，λ*δv为功率因数修正量，修正后的功率因数pf*＝pf-λ*δv，修正后的功率因数pf*经过反余弦得到
由此，通过基于修正功率因数进行坐标变换，得到同步旋转坐标系下的d轴定子电压和q轴定子电压；进而按同步旋转坐标系下的d轴定子电压和q轴定子电压控制电机的svpwm单元中逆变器的开关状态，实现对电机的驱动运行，实现方式上难度较小，且可靠、安全。
在一个可选实施方式中，还可以包括：确定电机的当前功率因数的过程。
下面结合图6所示本发明的方法中确定电机的当前功率因数的一实施例流程示意图，进一步说明确定电机的当前功率因数的具体过程，可以包括：步骤s610至步骤s630。
步骤s610，将电机的pi调节器输出的d轴给定电压和q轴给定电压，经同步旋转坐标系到极坐标系的坐标变换，得到极坐标系下电机的定子电压相位幅值和定子电压相位。
步骤s620，将电机的三相定子电流，经abc坐标系向同步旋转坐标系的坐标变换，得到同步旋转坐标系下的d轴定子电流和q轴定子电流。通过电流的相位检测器，检测得到同步旋转坐标系下的d轴定子电流和q轴定子电流的定子电流相位。
步骤s630，将同步旋转坐标系下的定子电压相位和定子电流相位的相位差值(或相位角差值)，经余弦处理，得到电机的当前功率因数。
例如：参见图11所示的例子，电流环pi调节器输出的电压ud、uq经过dq/p(即同步旋转坐标系dq到极坐标系p的坐标变换)变换得到极坐标下的幅值f和电压相位θv；永磁同步电机的三相定子电流ia、ib、ic经abc/dq(即abc坐标系向同步旋转坐标系dq变换)坐标变换得到同步旋转坐标系下的定子电流id、iq，通过电流的相位检测器θi＝atan(iq/id)检测出定子电流id、iq的相位θi，定子电压相位θv与定子电流相位θi的差值为
由此，通过基于坐标变换的方式确定电机的当前功率因数，使得对电机的当前功率因数的确定方便且精准。
经大量的试验验证，采用本实施例的技术方案，通过利用交流电压检测单元检测交流电源的电压绝对值与母线电压的差值，控制母线电流的大小，使母线电压波形较好地跟踪交流电压绝对值波形，可以降低母线电压的谐波。
根据本发明的实施例，还提供了对应于母线电压谐波的抑制方法的一种母线电压谐波的抑制装置。参见图7所示本发明的装置的一实施例的结构示意图。该母线电压谐波的抑制装置可以包括：获取单元102、确定单元104和控制单元106。
在一个可选例子中，获取单元102，可以用于获取交流电源电压的绝对值与电机的母线电压的电压差值。其中，该交流电源，是可以用于为电机供电的三相交流电源。该获取单元102的具体功能及处理参见步骤s110。
可选地，所述获取单元102获取交流电源电压的绝对值与电机的母线电压的电压差值，可以包括：
所述获取单元102，具体还可以用于获取由交流电压检测模块检测得到的交流电源电压，并获取由电压采样模块采样得到的电机的母线电压。该获取单元102的具体功能及处理还参见步骤s210。
所述获取单元102，具体还可以用于将所述交流电源电压的绝对值与所述母线电压之差，作为交流电源电压的绝对值与电机的母线电压的电压差值。该获取单元102的具体功能及处理还参见步骤s220。
其中，交流电压检测模块，设置在交流电源与电机的控制器之间。电压采样模块，可以包括：电阻采样电路。所述电阻采样电路连接至电机的控制器。其中，电压采样模块，可以包括：第一采样电阻(如电阻r1)和第二采样电阻(如电阻r2)，第一采样电阻和第二采样电阻串联后形成电阻采样电路，与母线电容(如电容c1)并联，且第一采样电阻和第二采样电阻的公共端连接至电机的控制器，该公共端作为母线电压的采样点。
例如：如图8所示，r1和r2构成简单的电压采样电路；交流电压检测电路k完成交流电源的电压采样。
由此，通过基于交流电压检测模块得电交流电源电压，基于电压采样模块得电母线电压，进而计算得到交流电源电压的绝对值与电机的母线电压的电压差值，使得对交流电源电压的绝对值与电机的母线电压的电压差值的获取安全且精准。
在一个可选例子中，确定单元104，可以用于确定所述电压差值是否等于设定电压值。其中，该设定电压值，可以为零。该确定单元104的具体功能及处理参见步骤s120。
在一个可选例子中，控制单元106，可以用于若所述电压差值不等于所述设定电压值，则对电机的当前功率因数进行修正，以得到修正功率因数，即得到修正后的修正功率因数。若所述电压差值等于所述设定电压值，则不对电机的当前功率因数进行修正，即维持按所述当前功率因数控制母线电流。该控制单元106的具体功能及处理参见步骤s130。
可选地，所述控制单元106对电机的当前功率因数进行修正，可以包括以下两种修正情形。
第一种修正情形：所述控制单元106，具体还可以用于若所述电压差值小于所述设定电压值，则增大所述当前功率因数，以得到增大后的修正功率因数。
更可选地，所述控制单元106增大所述当前功率因数，可以包括：
所述控制单元106，具体还可以用于将所述电压差值与第一设定修正系数的乘积，作为第一修正量。该控制单元106的具体功能及处理还参见步骤s310。
所述控制单元106，具体还可以用于将所述第一修正量的绝对值与所述当前功率因数之和，作为增大后的修正功率因数。其中，第一修正量为负值，也可以是将所述当前功率因数与所述第一修正量之差，作为增大后的修正功率因数。该控制单元106的具体功能及处理还参见步骤s320。
由此，通过在交流电源电压的绝对值与电机的母线电压的电压差值小于设定电压值的情况下，增大当前功率因数，可以更好地抑制母线电压谐波，且在该情形下抑制母线电压谐波的方式简便且可靠。
第二种修正情形：所述控制单元106，具体还可以用于若所述电压差值大于所述设定电压值，则减小所述当前功率因数，以得到减小后的修正功率因数。
例如：利用交流电压检测单元检测交流电源的电压绝对值|ug|与母线电压vdc的差值δv，和一个比例因子λ的乘积λ*δv作为功率因数的修正量，修正当前的功率因数pf，间接地控制母线电流id的大小，使母线电压的波形跟踪交流电压绝对值|ug|的波形，以此达到抑制母线电压谐波的功能。
由此，通过针对交流电源电压的绝对值与电机的母线电压的电压差值与设定电压值之间的不同大小关系进行不同的修正，可以满足不同情形下对电机的当前功率因数的修正，从而可以满足不同情形下对母线电压谐波的抑制，简便且可靠。
更可选地，所述控制单元106减小所述当前功率因数，可以包括：
所述控制单元106，具体还可以用于将所述电压差值与第二设定修正系数的乘积，作为第二修正量。该控制单元106的具体功能及处理还参见步骤s410。
所述控制单元106，具体还可以用于将所述当前功率因数与所述第二修正量之差，作为减小后的修正功率因数。其中，第二修正量为正值。第一设定修正系数和第二修正系数可以为相同系数，也可以为不同系数。该控制单元106的具体功能及处理还参见步骤s420。
例如：将交流电压检测单元检测交流电源的电压绝对值|ug|与母线电压vdc做差得到差值δv，将差值δv和一个比例因子λ的乘积λ*δv作为功率因数pf的修正量，利用公式pf*＝pf-λ*δv修正当前的功率因数pf，得到增大或减小后的电机的功率因数pf*，间接地控制母线电流id的大小，使母线电压的波形跟踪交流电压绝对值|ug|的波形，以此实现抑制母线电压谐波的功能。
由此，通过在交流电源电压的绝对值与电机的母线电压的电压差值大于设定电压值的情况下，减小当前功率因数，可以更好地抑制母线电压谐波，且在该情形下抑制母线电压谐波的方式简便且可靠。
在一个可选例子中，所述控制单元106，还可以用于按所述修正功率因数控制电机的母线电流，以实现对电机的母线电压谐波的抑制，即，以使电机的母线电压的波形跟踪交流电源电压的波形，实现对母线电压谐波的抑制。该控制单元106的具体功能及处理还参见步骤s140。
例如：一种母线无电解电容的永磁同步电机驱动系统的母线电压谐波抑制方法，利用交流电压检测单元检测交流电源的电压绝对值|ug|与母线电压vdc的差值，控制母线电流id的大小，使母线电压波形较好地跟踪交流电压绝对值|ug|波形，有效降低了母线电压的谐波，解决了母线无电解电容的永磁同步电机驱动系统的母线电压谐波大的问题。其中，使母线电压的波形较好地跟踪交流电压绝对值|ug|的波形，还可以提高系统交流侧的功率因数。
例如：参见图10中的母线电压波形和交流电源的电压波形，当母线电压vdc大于交流电源电压的绝对值|ug|时，控制母线电流id加大，增大母线电容c1电量消耗，而直接控制母线电流id的方法难度大，可以通过控制电机的功率因数增加的方式来达到增加母线电流id的效果，最终使母线电压趋于交流电源电压|ug|；当母线电压vdc小于交流电源电压|ug|时，控制母线电流id减小，可以通过控制电机的功率因数减小的方式来达到减小母线电流id的效果，使母线电压趋于交流电源电压|ug|。
由此，通过在交流电源电压的绝对值与电机的母线电压的电压差值不等于设定电压值的情况下，对电机的当前功率因数进行修正，进而根据修正得到的修正功率因数控制电机的母线电流，以抑制母线电压谐波，实现方式方便、且对母线电压谐波抑制的可靠性高。
可选地，所述控制单元106按所述修正功率因数控制电机的母线电流，可以包括：
所述控制单元106，具体还可以用于将所述修正功率因数经过反余弦处理，得到修正功率因数角。该控制单元106的具体功能及处理还参见步骤s510。
所述控制单元106，具体还可以用于将所述修正功率因数角与电机的定子电流相位相加，得到修正后的极坐标系下的定子电压相位(或定子电压相位)；并确定修正后的极坐标系下的定子电压幅值。该控制单元106的具体功能及处理还参见步骤s520。
所述控制单元106，具体还可以用于将修正后的极坐标系下的定子电压相位、与修正后的极坐标系下的定子电压幅值，经坐标变换处理，得到同步旋转坐标系下的d轴定子电压和q轴定子电压。该控制单元106的具体功能及处理还参见步骤s530。
所述控制单元106，具体还可以用于按同步旋转坐标系下的d轴定子电压和q轴定子电压，控制电机的svpwm单元中逆变器的开关状态，以驱动电机的运行，即驱动永磁电机的运行。该控制单元106的具体功能及处理还参见步骤s540。
例如：参见图11所示的例子，δv＝|ug|-vdc，比例因子λ的取值范围为0～1，λ*δv为功率因数修正量，修正后的功率因数pf*＝pf-λ*δv，修正后的功率因数pf*经过反余弦得到
由此，通过基于修正功率因数进行坐标变换，得到同步旋转坐标系下的d轴定子电压和q轴定子电压；进而按同步旋转坐标系下的d轴定子电压和q轴定子电压控制电机的svpwm单元中逆变器的开关状态，实现对电机的驱动运行，实现方式上难度较小，且可靠、安全。
在一个可选实施方式中，还可以包括：确定电机的当前功率因数的过程，具体可以如下：
所述控制单元106，还可以用于将电机的pi调节器输出的d轴给定电压和q轴给定电压，经同步旋转坐标系到极坐标系的坐标变换，得到极坐标系下电机的定子电压相位幅值和定子电压相位。该控制单元106的具体功能及处理还参见步骤s610。
所述控制单元106，还可以用于将电机的三相定子电流，经abc坐标系向同步旋转坐标系的坐标变换，得到同步旋转坐标系下的d轴定子电流和q轴定子电流。通过电流的相位检测器，检测得到同步旋转坐标系下的d轴定子电流和q轴定子电流的定子电流相位。该控制单元106的具体功能及处理还参见步骤s620。
所述控制单元106，还可以用于将同步旋转坐标系下的定子电压相位和定子电流相位的相位差值(或相位角差值)，经余弦处理，得到电机的当前功率因数。该控制单元106的具体功能及处理还参见步骤s630。
例如：参见图11所示的例子，电流环pi调节器输出的电压ud、uq经过dq/p(即同步旋转坐标系dq到极坐标系p的坐标变换)变换得到极坐标下的幅值f和电压相位θv；永磁同步电机的三相定子电流ia、ib、ic经abc/dq(即abc坐标系向同步旋转坐标系dq变换)坐标变换得到同步旋转坐标系下的定子电流id、iq，通过电流的相位检测器θi＝atan(iq/id)检测出定子电流id、iq的相位θi，定子电压相位θv与定子电流相位θi的差值为
由此，通过基于坐标变换的方式确定电机的当前功率因数，使得对电机的当前功率因数的确定方便且精准。
由于本实施例的装置所实现的处理及功能基本相应于前述图1至图6所示的方法的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过利用交流电压检测单元检测交流电源的电压绝对值与母线电压的差值，控制母线电流的大小，使母线电压波形较好地跟踪交流电压绝对值波形，可以提高系统交流侧的功率因数。
根据本发明的实施例，还提供了对应于母线电压谐波的抑制装置的一种电机。该电机可以包括：以上所述的母线电压谐波的抑制装置。
在一个可选实施方式中，本发明的方案提出了一种母线无电解电容的永磁同步电机驱动系统的母线电压谐波抑制方法，利用交流电压检测单元检测交流电源的电压绝对值|ug|与母线电压vdc的差值，控制母线电流id的大小，使母线电压波形较好地跟踪交流电压绝对值|ug|波形，有效降低了母线电压的谐波，解决了母线无电解电容的永磁同步电机驱动系统的母线电压谐波大的问题。其中，使母线电压的波形较好地跟踪交流电压绝对值|ug|的波形，还可以提高系统交流侧的功率因数。
在一个可选例子中，本发明的方案中，利用交流电压检测单元检测交流电源的电压绝对值|ug|与母线电压vdc的差值δv，和一个比例因子λ的乘积λ*δv作为功率因数的修正量，修正当前的功率因数pf，间接地控制母线电流id的大小，使母线电压的波形跟踪交流电压绝对值|ug|的波形，以此达到抑制母线电压谐波的功能。
可选地，本发明的方案中，将交流电压检测单元检测交流电源的电压绝对值|ug|与母线电压vdc做差得到差值δv，将差值δv和一个比例因子λ的乘积λ*δv作为功率因数pf的修正量，利用公式pf*＝pf-λ*δv修正当前的功率因数pf，得到增大或减小后的电机的功率因数pf*，间接地控制母线电流id的大小，使母线电压的波形跟踪交流电压绝对值|ug|的波形，以此实现抑制母线电压谐波的功能。
在一个可选具体实施方式中，可以参见图8至图12所示的例子，对本发明的方案的具体实现过程进行示例性说明。
如图8所示，母线无电解电容的永磁同步电机控制装置，由电网、不可控整流桥、母线薄膜电容、三相电压型逆变器、永磁同步电机、电压采样电路、电流采样电路、开关电源和控制器组成。
图8中，pmsm为永磁同步电机；l为滤波电感；d1、d2、d3、d4为四个二极管，组成不可控整流桥；c1为母线电容，其为小容量的薄膜电容，容值为20uf；c2为小容量的薄膜电容，其容值比电容c1大2倍，甚至更多；vdc0为开关电源输出的电压；r1、r2为电阻，构成母线电压的采样电路，输出电压为vdc；j1、j2、j3、j4、j5、j6为igbt开关管，组成逆变器；vd1、vd2、vd3、vd4、vd5、vd16为逆变器上的保护二极管；id为母线上的电流；iabc为输入到pmsm的三相电流。
在如图8所示的控制装置中，电感l具有缓冲电流，防止浪涌的功能，并且电感l与母线薄膜电容c1构成lc谐振电路，可以吸收系统母线上的谐波；单相导通二极管d5和电容c2可构成一个简单的稳压电源为开关电源提供稳定的直流电源，避免开关电源的电源受到母线电压大幅度波动的影响，提高控制器的可靠性；r1和r2构成简单的电压采样电路；交流电压检测电路k完成交流电源的电压采样。
其中，传统的电机控制系统不用交流电源的电压，没有交流电压检测模块k，而本发明的方案利用到交流电源的电压，因此比传统的电机控制系统会多一个交流电压检测模块k。由于本发明的电机控制系统的母线电压c1采用小容量的薄膜电容，在母线电压会下降很低的时候，会使开关电源模块断电，造成控制器程序不能正常运行，采用的解决办法是：利用二极管d5和c2组成一个稳压电路，能给开关电源提供恒定的电压，不会使开关电源模块断电，最终提高控制器的稳定性。
关于在母线无电解电容永磁同步电机驱动系统中产生母线电压谐波的原因，可以参见以下说明：
在传统永磁同步电机驱动系统中的母线电容一般选用几百uf的大电解电容，大电解电容起到储能和平滑滤波的作用，输出的母线电压为以稳定的直流电压，然而在母线无电解电容的永磁同步电机驱动系统中母线薄膜电容的容值很小只有几微法或几十微法，会导致母线电压大幅度的波动，母线电压的波动范围为100v～310v，并且母线电压常含有很多谐波如图9中的母线电压波形，这些谐波会造成网侧电源的电流谐波，降低交流输入的功率因数。导致母线电压含有谐波的原因有很多，主要有以下4中主要因素：
(1)当永磁同步电解的反电动势高于母线电压时，永磁同步电机就成了发电机，会向母线电容c1充电，会使母线电压谐波增加，并且永磁同步电解电机在高速运行时，有可能将母线电压升到很高的电压，超过母线电容等其他周围元器件的耐压值，造成不可逆的破坏。
(2)薄膜电容c1与电网侧电感l易产生谐振现象，导致母线电压出现谐波电压。
(3)逆变器的开关会造成母线电压含有高频谐波。
(4)电网的电压本身也存在着谐波电压。
在一个可选具体例子中，母线无电解电容的永磁同步电机控制系统的抑制母线电压谐波的控制策略，可以参见以下说明。
永磁同步电机在同步旋转坐标系dq下的的数学模型如下：
其中：ud、uq为同步旋转坐标系dq下的永磁同步电机的电压分量；id、iq为同步旋转坐标系dq下的永磁同步电机的电流分量。r为电机定子绕组的电阻；ld和lq分别为定子直轴电感和定子交轴电感；ωe为电角速度；ψf为永磁电机的转子磁链。
电机的三相定子电流iabc从物理abc坐标系变换到同步旋转坐标系dq的公式为：
其中：ia、ib、ic为永磁电机的三相定子电流。
在一个可选具体例子中，在母线无电解电容的永磁同步电机系统中抑制母线电压谐波的控制思路，可以参见以下说明。
参见图10中的母线电压波形和交流电源的电压波形，当母线电压vdc大于交流电源电压的绝对值|ug|时，控制母线电流id加大，增大母线电容c1电量消耗，而直接控制母线电流id的方法难度大，可以通过控制电机的功率因数增加的方式来达到增加母线电流id的效果，最终使母线电压趋于交流电源电压|ug|；当母线电压vdc小于交流电源电压|ug|时，控制母线电流id减小，可以通过控制电机的功率因数减小的方式来达到减小母线电流id的效果，使母线电压趋于交流电源电压|ug|。
可选地，关于对母线电压抑制方式的更具体实施方式，可以参见以下说明。
参见图11所示的例子，电流环pi调节器输出的电压ud、uq经过dq/p(即同步旋转坐标系dq到极坐标系p的坐标变换)变换得到极坐标下的幅值f和电压相位θv；永磁同步电机的三相定子电流ia、ib、ic经abc/dq(即abc坐标系向同步旋转坐标系dq变换)坐标变换得到同步旋转坐标系下的定子电流id、iq，通过电流的相位检测器θi＝atan(iq/id)检测出定子电流id、iq的相位θi，定子电压相位θv与定子电流相位θi的差值为
图11中，n为永磁电机的实际转速；n*为给定的电机转速指令；pi为比例积分控制器；id、iq为同步旋转坐标系下的电流分量；dq/p为同步旋转坐标系dq到极坐标系p的坐标变换；p/dq为极坐标系p到同步旋转坐标系dq的坐标变换；dq/abc为abc坐标系到同步旋转坐标系的坐标变换；f和θv分别为电压在极坐标系下的幅值和相位；θv*为修正后的电压的相位；
其中，传统的矢量控制方式没有涉及到功率因数补偿，pi调节器输出的ud、uq分别与ud*、uq*连接。而本发明的方案，就是利用功率因数补偿来达到抑制母线电压谐波的效果。
其中，需要说明的是，若将本发明的方案中的不可控整流桥电路替换为可控整流桥，其功能没变，也算在本发明范围内。另外，本发明的母线电压谐波抑制方案同样适用于母线有大电解电容的电机控制系统，因此在母线有大电解电容的电机控制系统使用该抑制母线电压谐波的方案，也算在本发明范围内。
由于本实施例的电机所实现的处理及功能基本相应于前述图7所示的装置的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过利用交流电压检测单元检测交流电源的电压绝对值与母线电压的差值，和一个比例因子的乘积作为功率因数的修正量，修正当前的功率因数，间接地控制母线电流的大小，使母线电压的波形跟踪交流电压绝对值的波形，可以降低母线电压的谐波，提升供电安全性。
根据本发明的实施例，还提供了对应于母线电压谐波的抑制方法的一种存储介质。该存储介质，可以包括：所述存储介质中存储有多条指令；所述多条指令，用于由处理器加载并执行以上所述的母线电压谐波的抑制方法。
由于本实施例的存储介质所实现的处理及功能基本相应于前述图1至图6所示的方法的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过将交流电压检测单元检测交流电源的电压绝对值与母线电压做差得到差值，将差值和一个比例因子的乘积作为功率因数的修正量修正当前的功率因数，得到增大或减小后的电机的功率因数，间接地控制母线电流的大小，使母线电压的波形跟踪交流电压绝对值的波形，达到抑制母线电压谐波的效果。
根据本发明的实施例，还提供了对应于母线电压谐波的抑制方法的一种电机。该电机，可以包括：处理器，用于执行多条指令；存储器，用于存储多条指令；其中，所述多条指令，用于由所述存储器存储，并由所述处理器加载并执行以上所述的母线电压谐波的抑制方法。
由于本实施例的电机所实现的处理及功能基本相应于前述图1至图6所示的方法的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过将交流电压检测单元检测交流电源的电压绝对值与母线电压做差得到差值δv，将差值和一个比例因子λ的乘积作为功率因数的修正量，利用公式pf*＝pf-λ*δv修正当前的功率因数，得到增大或减小后的电机的功率因数pf*，间接地控制母线电流的大小，使母线电压的波形跟踪交流电压绝对值的波形，很好地抑制了母线电压谐波，有利于提升供电可靠性和安全性。
综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
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