磁场定向控制永磁同步电动机的初始磁极位置检测

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1、《中小型电机》2004,31(6)磁场定向控制永磁同步电动机的初始磁极位置检测37磁场定向控制永磁同步电动机的初始磁极位置检测1221朱武标,谭茀娃,金如麟,刘玉兵(1.上海三菱电梯有限公司,上海200072;2.上海交通大学,上海200030)朱武标1972年9月摘要本文介绍了一种新的磁场定向控制永磁同步电动机的初始磁极位生,工程师,上海交通大置检测方法。论述了其在永磁同步电动机电梯曳引系统中的实现,介绍了磁极学电气工程系在读硕士初始位置检测自学习控制器的设计。通过在实际电梯曳引系统中的应用,证明生。现从事PWM整流了该方法具有满意的效果。的全数字化微机网络变关键词永磁同步

2、电动机初始磁极位置检测电梯自学习控制器压变频高速电梯驱动与仿真控制系统及电梯电磁兼容的研究。StudyonDetectingInitialPositionofMagneticPolesinFlux-orientedControlledPermanentMagnetSynchronousMotorZhuWubiao,TanFuwa,JinRulin,LiuYubing(1.ShanghaiMitsubishiElevatorCO.,LTD.2.ShanghaiJiaotongUniversity)Abstract:Inordertodetecttheinitialpositio

3、nofthemagneticpolesinaflux-o-rientedcontrolledpermanentmagnetsynchronousmotor,anewmethodisproposedinthispaper.Therealizationofthismethodinaelevator’spermanentmagnetsynchro-noustractionsystemisdiscussed,andtheauto-trainingcontrolleroftheinitialposi-tionofthemagneticpolesisintroduced.Goodexpe

4、rimentalresultsareobtainedinarealelevatorsystem.Keywords:PMSMInitialpositionofthemagneticpolesDetectingElevatorAuto-trainingcontrollerSimulation置的方法。1前言(1)在电机内部安装高精度的霍尔检测元近年来磁场定向控制的永磁同步电动机系件。[1,2]统以其如直流电动机一样优良的线性转矩控(2)在电机装配时,根据转子磁极位置,精确制特性,以及高的效率和高的功率因数等优点,成安装带基准位置识别的编码器。为电梯最新颖的曳引技术,同时也广泛应用

5、于各(3)在转子静止的情况下,对定子绕组施加种高精度的伺服系统中。实现磁场定向控制的关变化的电压,利用空间上电机磁阻不同所带来的键是必须保证在任何时刻转子磁链ψ与定子电电流差异计算出磁极位置。见日本安川电机申请枢磁动势正交,为此系统必须能准确地检测磁极的《用于交流同步马达的初始磁极估计装置》专[3]初始位置。利。目前工程应用中有以下几种检测磁极初始位本文介绍的是一种新颖的在非静止情况下检38磁场定向控制永磁同步电动机的初始磁极位置检测《中小型电机》2004,31(6)测磁极初始位置的方法。2磁极初始位置的检测图1为永磁同步电动机在磁场定向控制时的矢量图。正确的转子磁极初始位置

6、如图示。转子磁链ψ与旋转的d-q坐标系d轴重合,d轴与定子静止的a-b-c坐标系a轴重合。(以下图均按此,a轴不再标出)。图中,Χ为转子磁链;E为定子感应电势;U为定子电压;ω为同步转速;ud、uq图2转子正方向旋转,Χ滞后d轴α角度为d轴和q轴的电压;iq为q轴电流;Ra为定子电根据图2所示矢量图,可得出阻;La为定子直轴、交轴同步电感(在面装式磁钢ud=ΔU-iqωLa(6)ΔU=Esinα(7)结构中Ld=Lq=La)。已知ΔU>0。为了使磁链Χ与d轴方向一致,必须减小θ角,使得θ0角趋向于θ′0(θ0与θ′0差值为Δθ)。当Χ超前d轴α角度(-0°～-180°)时,其

7、电流电压矢量如图3所示。图1永磁同步电动机磁场定向控制时的矢量图在d,q轴上的电压方程分别为ud=idRa-iqωLa(1)uq=iqRa+idωLa+E(2)当磁场定向控制时id=0,从而式(1)和式(2)可以简化为ud=-iqωLa(3)图3转子正方向旋转,Χ超前d轴α角度uq=iqRa+E(4)根据图3所示矢量图,由于ΔU=Esinα,已知如果初始的磁极位置是准确的,如图1所示,ΔU<0。为了使磁链Χ与d轴方向一致,必须增也即电枢磁动势与转子磁链在空间正交,那么有加θ角,使得θ0角趋向于θ0′。Δ