永磁同步电机转子位置全数字方案检测

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1、第48卷第5期电力电子技术Vo1．48．N0．52014年5月PowerElectronicsMav2014永磁同步电机转子位置全数字方案检测秦晓波．杨明(河南省电力公司鹤壁供电公司，河南鹤壁458030)摘要：永磁同步电机(PMSM)无需励磁电流，具有较高的运行效率和功率密度，但其高性能控制需要精确的转子位置和速度信号去实现磁场定向。此处提出一种基于IRMCF341的新型位置估计算法．利用IRMCF341电机控制专用芯片，设计了PMSM无位置传感器全数字方案。实验结果表明该系统性能优良．可广泛应用于

2、PMSM的驱动系统。关键词：永磁同步电机；位置估计；无位置传感器中图分类号：TM3文献标识码：A文章编号：1000—100X(2014)05—0045—04RotorPositionDigitalDetectionforPMSMQINXiao—bo，YANGMing(HenanProvincialElectricPowerCompanyHebiPowerSupptyCompany，Hebi458030，China)Abstract：Permanentmagneticsynchronousmotor(P

3、MSM)hastheadvantagesofhigheficiencyandpowerdensity，andnoneedofexcitingcurrent．ButmotioncontrolofPMSMrequiresaccuratepositionandvelocitysignalstoaccomplishfieldorientation．AnewmethodofpositionestimationbasedonIRMCF341isdesigned．ThedigitalmethodofPMSMposi

4、tionsenso~essisdesigned．AndtheexperimentalresultsshowthatthesystemhasgoodperformanceandiswidelyusedinthedrivesystemofPMSM．Keywords：permanentmagneticsynchronousmotor；positionestimation；positionsensor]essl引言和速度。其中，利用PMSM基本电磁关系估算位置和转速的方法．基于观测器的PMSM转子位置PMSM

5、的驱动需要传感器来检测电机转速和和速度的估计方法及通过给电机注入高频电压，转子磁极位置，在了解电机转子确定位置信息条并检测其相应的电流来获取转子的位置和转速的件下给出其所在位置信号以控制逆变器的正确换高频注入法[3_s】均存在不足。相，从而保证PMSM的正常运行和控制精度【卜。IRMCF341是一款内部包含无位置传感器控在传统的高性能PMSM驱动控制系统中，通制算法的单芯片控制器。此处研究了该芯片内部常都需要转子位置和速度信息作为反馈信号，而所包含的无位置传感器转子位置估算方法，并将转子位置、速度几乎

6、都是利用码盘、旋转变压器等该芯片应用于PMSM的驱动控制系统。设计了基精密的机械装置获得。而此类传感器的性能易受于IRMCF341的PMSM驱动控制系统。建立了实振动或湿度的影响。从而导致驱动系统的可靠性验平台，通过系统调试达到了设计要求。下降。此外，其机械安装也限制了PMSM在某些场合的应用。2永磁同步电机无位置传感器控制方法因此。为符合工业应用的需求，解决编码器给此处采用锁相环和转子磁链估计转子位置。系统带来的缺陷．必须寻找一种结构简单，可靠性2．1转子磁链的确定方法好，成本低廉的无位置传感器控制

7、方法。无位置传电机的三相电流可通过电流采样获得。通过感器矢量控制系统的核心问题是转子位置和转速Clarke变换可由PMSM的三相绕组电流得到两相的估计，系统性能的好坏取决于状态估计的精确静止Ot，卢坐标系下的电流：L=i，、／3(is-i。)／3。度和动态响应速度。目前，无位置传感器PMSM将PMSM各相绕组的电压方程经过坐标变换矢量控制中已提出许多方法来估计电机转子位置得到在Ot，坐标系下方程为：=尺。+pLi+，=。++(1)定稿日期：2014—01—27整理得：作者简介：秦晓波(1983一)，女

8、，河南安阳人，硕士研究生，=J(u~-Rsi)dt—Li，：f(iB)df一(2)工程师，研究方向为电气系统集成。45弟4巷弟，删VO1．q-6．O．)2014年5月Mav2014故由，坐标系下的电压和电流值可计算得2．2转子角度的确定方法到转子的反电动势，对转子的反电动势进行积分，若可得到实际转子位置r与转子角度的估计可得到转子磁链。图1示出由O／，卢坐标系下的电值的差△，则可利用锁相环结构得到高精度的压和电流值获得转子磁链的框图。转子速度和角位置。锁