永磁同步电机找初始相位方法

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1、基于磁定位原理的永磁同步电机转子初始位置定位研究黎永华，皮佑国（华南理工大学自动化科学与工程学院，广州，510640）摘要：提出了一种基于磁定位原理的转子初始位置定位方法，通过给电机施加电流矢量，根据电机转动方向与施加的电流矢量角之间的关系，不断改变电流矢量角实现缩小定位范围。定位过程中转子转动微小，能满足需要无运动冲击机械永磁同步电动机的初始定位要求。论文分析了定位原理并给出了实验结果。关键词：永磁同步电机；初始位置；起动；磁定位中图分类号：TM351文献标志码：AResearchoftheInitialRotorPositionBasedonthe

2、PrincipleofMagneticOrientationLiYonghua,PiYouguo(collegeofautomationscienceandengineering,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou,510640)Abstract：Anpositioningmethodofinitialrotorpositionbasedontheprincipleofmagneticorientationthatwaspresented.throughthemotorperturbationinfli

3、ctcurrentvector,narrowthescopeoflocationbychangingthecurrentvectormakeuseoftherelationshipbetweentheencoderandthecurrentvector.Theprocessofpositioningtherotorsrotationsmallmovement,canmeettheneedsofnon-impactmachinepermanentmagnetsynchronousmotorpositionoftheinitialrequest.Analy

4、sisoftheprinciplepositionandexperimentalresultsaregiveninthepaper.Keyword:permanentmagnetsynchronousmotor;initialposition;starting;magneticorientation0引言永磁同步电机(PermanentMagnetSynchronousMotor，PMSM)具有结构简单、调速性能好的优点，因此在工业控制领域得到了日益广泛的应用。永磁同步电机调速系统通常采取在电机上安装增量式脉冲编码器来提供转子的位置信息，得以实现系统的

5、闭环控制，且电机的起动过程也依赖于转子的初始位置信息，但由于在电机起动时电机转子位置是任意的，而增量式编码器无法提供电机的初始位置信息，因此转子初始位置检测是电机控制中必须解决的问题。转子初始定位最常用的方法是磁定位法，此方法原理简单并且可以使转子磁极准确定位，但初始化过程中转子被强行拉到给定位置，使转子产生较大的扭动而不能满足要求无运动冲击机械的要求。近年来许多学者对转子的初始位置估算进行了大量的研究，文献[2-4]利用电机的磁饱和特性来检测转子初始位置，当给定子施加的电流矢量与转子磁极N极重合时，定子的电感最小，这种方法理论上可以达到较高估算精确，

6、但是在实际应用中，对电流检测硬件电路要求较高，实现起来具有一定的难度。文献[5-8]采用高频注入法，可以检测零速下的转子位置，其中旋转高频电压注入法更适用于凸极率较高的电机，而脉动高频信号注入法适用于表面安装永磁电机，且算法均较复杂。本文的思想是通过给电机定子施加电流矢量，利用增量式编码器脉冲信号检测电机转动方向，根据转动方向与摄动电流矢量的角度关系，不断改变电流矢量方向来实现缩小定位范围，首先介绍转子磁定位方法，再详细提出基于磁定位原理的定位方法和定位步骤，最后介绍了实验过程及其结果。1转子磁定位法简介永磁同步电机在dq坐标系下的数学模型如下，磁链方

7、程为：电磁转矩方程为：机械运动方程为：式中为电机磁极对数，为电磁转矩系数，、为d、q轴上的电感量，、为d、q轴上的电流，阻尼系数，机械角速度，为负载转矩。对于表面式PMSM，，于是电磁转矩方程为：。图1dq坐标系下电流关系Fig.1relationshipofcurrentinthedqreferenceframe如图1所示，当给定子施加大小为（）方向为的电流矢量时，则电磁转矩方程为因为、、（）固定，如果忽略，则当时，，电机逆时针转动；当时，，电机顺时针转动；当或时，，电机不转，可见转子的转动方向包含着转子的位置信息，于是可以通过判断电机的转动方向来实

8、现转子初始位置定位。磁定位法是通过给永磁同步电机定子通以一个已知大小和方向的电流矢量，使转子转