永磁同步电机转子初始位置检测研究

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1、ELECTRICDRIVE2O12Vol_42No．3电气传动2012年第42卷第3期永磁同步电机转子初始位置检测研究杨立永，陈为奇(北方工业大学机电工程学院，北京100144)摘要：通过分析了在未知转子初始位置的情况下直接启动永磁同步电动机所可能出现的现象。针对常用的通直流电把转子拉到指定位置的方法分析与实验，提出一种基于增量式光电编码器A，B脉冲信号来确定转子初始位置的算法。该算法通过DSP芯片的高速运算能力，可以在永磁同步电动机启动之前计算出转子的初始位置。实验表明该方法是简单有效的。关键

2、词：永磁同步电机；增量式光电编码器；初始位置检测中图分类号：TM351文献标识码：AStudyonInitialPositionDetectionofPMSMRotorYANGLi—yong，CHENWei—qi(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，NorthChinaUniversityofTechnology，Beijing100144，China)Abstract：Thepossiblephenomenonwithoutknownthei

3、nitialpositionoftherotorwhendirectlystartforpermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)wasanalyzed．ThroughanalysisandexperimentsthemethodofDCgeneratedinordertomaketherotormovetothepositionthatwegiven，thenbasedontheincrementalphotoelectricencoderA，Bpulsesig

4、nals，anewmethodforsearchingtheinitialrotorpositionwasproposed．Withthisalgorithmandusehigh—speedDSPchiptheinitialpositionoftherotorbeforestartforPMSMcanbecalculated．Experimentsshowthatthemethodissimpleandeffective．Keywords：permanentmagnetsynchronousmo

5、tor；incrementalphotoelectricalcodeddisk；initialpositiondetection下的转子位置[1；有利用电机的磁饱和特性来检测1引言转子初始位置]。但是这些方法主要依赖硬件电近些年来，由于永磁材料的发展和新的控制路和电机参数。本文通过对常用通直流电把转子算法的提出，高性能的永磁同步电机得到了广泛拉到指定位置的实现研究，提出了利用增量式光电应用，目前永磁同步电机已经广泛应用于交流伺编码器的A，B脉冲信号，利用DSP的高速运算能服系统中。在永磁同步电机

6、传动控制系统中，电力，在电机启动前确定转子初始位置的方法。机转子初始定位与位置检测是构成完整系统的基2永磁同步电机工作原理本条件和正常运行的必要条件，也是按转子磁链定向矢量控制的必要条件。只有准确知道永磁同如图1所示，1个二极永磁转子，当定子三相步电机的转子在任意时刻的确定位置，才可以通绕组通上空间和时间上相差120。的三相交流电过坐标变换进行矢量控制，将永磁同步电机按照后，就产生1个旋转磁场，图1中用另一对旋转磁他励直流电机的控制方法进行控制，并可以达到极来表示，该旋转磁场将以同步转速N。旋转

7、。他励直流电机传动系统的性能指标。由于磁极同性相斥，异性相吸的原理，那么旋转的在未知转子初始位置情况下，直接启动永磁磁场带着转子一起旋转，并以同步转速N旋转。同步电机会出现所不期望的现象。对于转子初始当转子加上负载转矩之后，转子磁极轴线将落后位置的估算，许多研究者进行了大量的研究，提出定子磁场轴线1个角度，随着负载增加，这个角度了许多解决方案。有采用高频注入法来检测零速也随之增大；负载减少时，此角度也减小；只要不作者简介：杨立永(1974一)，男，副教授，Email：lyl@ncut．edu．c

8、n57电气传动2012年第42卷第3期杨立永，等：永磁同步电机转子初始位置检测研究超过一定限度，转子始终跟着定子的旋转磁场以的力矩为零，在此情况下启动，转子将静止不转，恒定的同步转速N旋转。即电机无法启动，这是启动过程中所不期望的现象。3)转子与A轴夹角为锐角，如图4所示。在这种情况下，转子受到的力矩不是最大，在空载的情况下，电机也许可以转动，但是电机没有足够大的转矩。这种情况电机不能带重载启动，或者启动过程中会产生过流现象。图1永磁同步电机工作原理F．1Workingprinci~eofper