永磁同步电机转子初始位置检测算法研究.pdf

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1、第32卷第04期计算机仿真2015年04月文章编号：1006—9348(2015)04—0345—04永磁同步电机转子初始位置检测算法研究于家斌‘，秦晓飞2，郑军2(1．北京工商大学计算机与信息工程学院，北京100048；2．中国科学院自动化研究所，北京100190)摘要：针对永磁同步电机在启动时如果无法准确检测出转子的初始位置，导致在进行矢量控制时无法准确实现磁场定向，从而严重影响定位精度。同时也会对启动时的电流控制性能造成一定影响的问题，提出了一种采用有限状态机的转子初始位置检测算法，通过有限状态机控制转子位置自学

2、习的流程，实现转子初始位置的读取。实验结果表明，使用上述算法进行初始定位，可以精确检测出转子的初始位置。且具有初始定位不存在抖动，易于编程实现等优点，提高了永磁同步电机启动时的电流控制性能。关键词：永磁同步电机；电流控制；转子初始位置；有限状态机中图分类号：TP276文献标识码：BResearchonInitialRotorPositionDetectionAlgorithmofPermanentMagnetSynchronousMotorYUJia—binl，QINXiao—fei2，ZHENGJun2(1．CoHe

3、geofComputerandInformationEngineering，BeijingTechnologyandBusinessUniversity，Beijing100048，China；2．InstituteofAutomation，ChineseAcademyofSciences，Bering100190，China)ABSTRACT：Aspermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)starts，iftheinitialrotorpositioncannotbeaccurate-

4、lydetected，PMSMisunabletoaccuratelyrealizethefieldorientationofvectorcontrolandthepositioningaccuracyisreducedseriously，meanwhilethestartingcurrentcontrolperformanceiseffect．Inthisregard，aninitialrotorposi·tiondetectionalgorithmbasedonfinitestatemachineWaspresen

5、tedinthepaper．ThefinitestatemachineWasusedtocontroltherotorpositionself—learningprocessandtheinitialrotorpositionWasobtained．Theexperimentresultsshowthat，asusingthisalgorithm，theinitialrotorpositionCanbeaccuratelydetectedwithouttherotorjitteringanditiseasytoprog

6、ram，SOthestartingcurrentcontrolperformanceofPMSMisimproved．KEYWORDS：Permanentmagnetsynchronousmotor；Currentcontrol；Initialrotorposition；Finite—statemachine1引言永磁同步电机具有效率高、体积小、控制性能好等优点，近年来随着永磁材料及相关技术的发展，永磁同步电机逐渐被高性能的电机驱动系统所采用，在数控机床、工业机器人、航空航天等领域有着广泛的应用⋯。基金项目：北京市教育

7、委员会科技计划面上项目(KM201410011002)；北京市市属高校科技提升计划项目2014年提升计划(PXM2014—014213_000033)；北京市属高等学校高层次人才引进与培养计划项目(CIT&TCD201404031)收稿日期：2014—06—20修回日期：2014—07—14为了实现永磁同步电机的高性能控制，需要精确检测电机初始转子的位置。若在不明确初始位置的条件下启动电机，转子初始位置偏差会导致无法正确选择合适的电压空间矢量，引起启动电流过大，造成电机过流或甚至发生反转，导致电机启动失败，在负载较大时

8、情况更加严重。因此，在电机启动前首先要对电机转子的初始位置进行检测。针对电机转子的初始位置检测问题，国内外学者对此进行了深入地研究，文献[2]提出利用电感的饱和效应检测初始转子位置的方法，但是对电流检测硬件电路要求较高，实现困难。文献[3]提出向定子绕组注入高频信号，通过检测定子电压来确定转子初始位置的方法，但是该方法会引入相位延