无传感器永磁同步电机初始位置检测研究

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1、第47卷第10期电力电子技术Vo1．47，No．102013年10月PowerElectronics0ctober2013无传感器永磁同步电机初始位置检测研究林瑶瑶。仲崇权(大连理工大学，电子信息与电气工程学部，辽宁大连116024)摘要：针对无位置传感器永磁同步电机(PMSM)初始位置检测问题，提出一种将脉振高频电压注入法和等宽电压脉冲法相结合的方法。最后，通过实验结果证明了该方法能在静止状态下快速、准确地检测出转子初始位置，实现电机的可靠起动。关键词：永磁同步电机；高频电压注入；等宽电压脉冲中图分类

2、号：TM315文献标识码：A文章编号：1000—100X(2013)10—0102—03StudyofInspectionoftheSensorlessInitialRotorPositi0nOfPMSMLINYao—yao．ZH0NGChong—quan(DalianUnwemityofTechnology，Dalian116024，China)Abstract：Accordingtotheproblemofsensorlessinitialpositiondetectingofpermanentma

3、gnetsynchronousmotor(PMSM)，amethodisproposedbycombiningfluctuatinghighfrequencyvoltagesignalinjectionandidenticalwidthvoltagepulse．Overall，thefeasibilityofrealizingtheinspectionofinitialrotorpositionforstaticstateofPMSMquicklyandstartingthemotorareapprov

4、edbyexperiment．Keywords：permanentmagnetsynchronousmotor；highfrequencyvoltageinjection；identicalwidthvoltagepulseFoundationProject：Supportedby863Program(No．SS2013AA040303)1引言PMSM具有效率高、体积小、可靠性高等优点，广泛应用于各领域⋯。无传感器转子初始位置检测是PMSM起动控制研究的重点【2_。这里从脉振图1估算坐标系与实际坐标系的

5、关系高频激励下PMSM数学模型出发，提出一种获得转Fig．1Relationshipofestimatedandpracticalframe子初始位置的方法．表面式隐极PMSM初始位置检d，q轴与d，q轴坐标系电压、电流关系为：测实验表明该方法有效，可实现电机的可靠起动。[udu]一A【dT[idi]=A【idiIT(2)2初始位置估算原理式中：A。n△cos△J。2．1PMSM数学模型将式(2)代入式(1)可得：电机静止时，d，q轴旋转坐标系电角速度=0。注入的高频信号频率60》∞，故PMSM数学模]

6、1『Z-AZcos(2AO)一AZsin(2A0)¨Md]【iJh【一AZsin(2A0)Z+AZcos(2A0)儿MJ型中不含高频成分的部分可忽略，可简化为：(3)州dv【J【0R+jtohLJLiJ=[【0Z0qhJLiJ(一1)式中：Z，AZ为平均、半差阻抗，Z-(+)／2，△z-(一)／2。理论上隐极电机AZ=0．但实际d轴绕组线圈式中：u，M，i，‘，，分别为d，q轴电压、电流、电感；R在g轴方向，q轴绕组线圈在d轴方向，由于存在为定子电阻；，为d，q轴阻抗。永磁体，口轴绕组附近定子铁心饱和程

7、度高于d轴，图1示出估算d，q轴坐标系与实际d，q轴故高频激励下q轴高频阻抗比d轴小，AZ#0，这坐标系的关系。估算位置误差A0=0—0，0为实际即为饱和凸极效应。同时式(3)可转换为：角．0为估算角。1J=l1，1j㈩基金项目：国家863计划资助项目(SS2013AAO4O303)／Zqh'~lUq'定稿日期：2013—06—27式中：，和分别为估算坐标系d，q轴高频阻抗及作者简介：林瑶瑶(1982一)，男，山西大同人，博士研究生，耦合高频阻抗，=h／[Z-AZcos(2A0)]，Lh=J[z+Az。

8、研究方向为运动控制技术。cos(2A0)]，=h／【一AZsin(2A0)]。102无传感器永磁同步电机初始位置检测研究随着0变化△相应变化，和也相应变实际PMSM各方向上电感值不都等于理论值，化。因此通过改变0测出高频信号作用下d，q轴不同位置的响应电流范围也不同，某些位置的电流坐标系中高频阻抗变化趋势，即可确定转子位置。最小值比其他位置电流最大值更大，因此很难直接2．2等宽电压脉冲法测转子位置根据厶判断转子位置。图3示出0=0。，90。