改进的永磁同步电机转子初始位置检测方法

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1、DOI:10.15938/j.emc.2010.03.010第14卷第3期电机与控制学报Vol.14No.32010年3月ELECTRICMACHINESANDCONTROLMar.2010改进的永磁同步电机转子初始位置检测方法周元钧，蔡名飞(北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，北京100191)摘要:为了解决新型无位置传感器永磁同步电机的起动问题，提出了一种在电机静止状态下检测转子位置的新方法。该方法在算法上改进了传统的旋转高频电压注入法，使得可以更为快速、准确的检测出转子初始d轴位置。并且针对传统旋转高频电压注入法无法检测出转子永磁体极性问题，在d-q旋转坐标系下，通

2、过分析永磁同步电机d轴磁链和定子电流之间的关系，利用d轴电流的泰勒级数展开，提出了根据定子铁芯非线性磁化特性获得判别N/S极极性信息的新方案，并建立了系统仿真模型。仿真结果验证了这种方法的有效性和可行性。此方法同样适用于永磁同步电机在中、低速时的转子位置检测。关键词:永磁同步电机;转子初始位置;旋转高频注入;非线性磁化特性;N/S极极性中图分类号:TM351文献标志码:A文章编号:1007－449X(2010)03－0068－05InitialrotorpositioninspectionofPMSMbasedonrotatinghighfrequencyvoltagesign

3、alinjectionZHOUYuan-jun，CAIMing-fei(DepartmentofAutomaticScience＆ElectricalEngineering，BeihangUniversity，Beijing100191，China)Abstract:Anewapproachtoestimatetheinitialrotorpositionwhenpermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)isstandstillisproposed.Theapproachproposedtoimprovetheconventionalrotati

4、nghighfre-quencyvoltagesignalinjectionmethodinthearithmetic.Thepositionofd-axiscanbefasterandmoreac-curatlycalculatedthanthetraditionalmethod.Inordertoresolvetheproblemindetectingthepolarityoftherotormagnetofthetraditionalmethod，anewschemewasalsopresented.Basedonthenon-linearmagneticsaturati

5、oneffectandtheTaleyseriesinthed-axisrotorreferenceframe，theN/Spolaritycanalsobeacquired.Thesimulationresultsshowthefeasibilityandeffectivenessoftheproposedapproachinawidespeedrangeincludingstandstill.Keywords:permanentmagnetsynchronousmotor;initialrotorposition;rotatinghighfrequencyinjec-tio

6、n;non-linearmagneticsaturationeffect;N/Spolarity置。但机械式传感器减低了系统的可靠性，增加了0引言系统的成本;同时传感器对环境有着严格的要求，电永磁同步电机高精确度、高动态性能的速度、位磁干扰、温度、湿度、振动对他的测量精确度都有影置控制，都需要准确的转子位置信息。如果位置检响。特别针对某些航空伺服电机，长期工作在恶劣、测误差较大，会导致电机不能正常起动、运行。传统复杂的环境中，所以研究无位置传感器不仅可以减方法是通过机械式传感器来测量转子的速度和位少航空电机成本，而且可以减少不必要的引线，将大收稿日期:2009－09－24作者简

7、介:周元钧(1952—)女，教授，博士生导师，主要研究方向为电源、电力电子、电机及其控制;蔡名飞(1986—)男，硕士研究生，研究方向为电机及其控制。第3期周元钧等:改进的永磁同步电机转子初始位置检测方法69［1］大提高整个系统的可靠性。VαRs+pLαpLαβiα－sinθr最简单的无位置传感器控制方法是文献［2］提[]=[pLR+pL][]+ωλm[cosθ]，Vβαβsβiβr出的基于对检测到的电机反电动势进行积分，这种(1)方法虽然简单，但是在零速或低速阶段因为反电动式中:V、i、λ