一种低成本永磁同步电机高精度转子位置检测方法

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1、ELECTRICDRIVE2013Vo1．43No．1电气传动2013年第43卷第1期一种低成本永磁同步电机高精度转子位置检测方法张剑．一，温旭辉，许镇琳。(1．中国科学院电工研究所，北京100190；2．中国科学院研究生院，北京100190；3．天津大学自动化学院，天津300072)摘要：实现永磁同步电机矢量控制的关键在于转子位置的精确获取。使用高分辨率位置传感器可以提高测量精度，但同时带来了硬件成本大幅增加的问题。为了在不增加编码器分辨率的前提下提高转子位置检测精度，提出了一种利用DSP高频时钟脉冲对编码器输出脉冲细化的方法，对采用该方法进行位置计算所引起测量误差进行详细推导，并

2、与基于传统方法的位置计算的误差进行了比较。该方法充分利用了TMS320LF2407DSP片内资源，在不增加硬件成本的前提下显著减小了位置测量误差，大大提高了位置传感器的测量精度。理论推导和系统实验均证明了这种检测方法的精确性和实用性。关键词：数字信号处理器；编码器；永磁同步电机；测量误差；转子位置检测中图分类号：TP202文献标识码：AResearchonLow-costApproachofHigh—precisi0nRotorPoMfiOilDetectionforPMSMZHANGJian，WENXu—hui，XUZhen—lin(1．InstituteofElectricalE

3、ngineering，ChineseAcademyofSciences，Beijing100190，China；2．GraduateUnwemi~，ChineseAcademyofSciences，Beijing100190，China：3．CollegeofAutomation，TianjinUnwemi~，Tianjin300072，China)Abstract：Thepremiseofrealizingthevector-controlofthepermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)de—pendsonobtainingtheaccurate

4、informationofrotorposition．Adoptinghigh—resolutionencodercanachievegoodmeasurement，butincreasingthehardwarecostofthesysteminevitably．Usingtheexistinglow·resolutionencoder，anewwayofPMSMSrotorpositiondetectionbasedonDSPwaspresented．Inthismethod，theoutputsignalofencoderisdividedbyhighfrequencypuls

5、eofDSP，whichcanminimizethemeasurementerrorsignificantly．Themeasurementerorproducedduringtherotorpositioncalculationisdeducedindetail，andthediferenceofthemeasurementerordeducedbythismethodandcommonmethodiscompared．ThismethodmakesfulluseoftheresourceofDSPandthemeasurementaccuracyisgreatlyimproved

6、withlow—resolutionencoder．Theoreticalanalysisandexperimentresultverifythatthemethodisaccurateandpractica1．Keywords：digitalsignalprocessor(DSP)；encoder；permanentmagnetsyhchronousmotor(PMSM)；measurementeror；rotorpositiondetection研究已成为交流电机驱动系统研究的重点之一_1]。1引言变频调速方法具有高效率、较宽的调速范围和高永磁同步电机由于具有功率密度大、效率精度

7、的调速性能，因此应用前景十分看好。由于高、转子损耗小等优点而被广泛地应用于电动汽永磁交流伺服系统的定位和跟踪精度主要取决车、数控机床等电气传动领域。永磁同步电机伺于位置检测单元，位置传感器工作越可靠、精度服系统能够实现高精度、高动态性能、大范围的越高，其性能就越好口]。光电编码器是一种光学式调速或定位控制，永磁同步电机矢量控制系统的位置检测元件，它直接装在电机的旋转轴上，能基金项目：国家自然科学重点基金(61034007)作者简介：张剑(1980一)，男，