一种基于线电感变化特征的永磁同步电机转子初始位置检测新方法

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永磁同步电机转子初始位置检测方法

有传感器位置检测技术
有传感器位置检测技术
转子位置检测技术分有传感器检测技术和无传感器检测技术。有传感器位置检测技术主要指通过在系统中加装位置检测传感器来检测转子位置的方法。有传感器位置检测技术根据所添加位置传感器的不同又可分为旋转变压器检测技术、光电编码盘检测技术、解算器检测技术等，其中旋转变压器检测技术、光电编码盘检测技术最为常用。
旋转变压器检测技术
旋转变压器检测技术
旋转变压器是电机常用检测元件之一，旋转变压器分正余弦旋转变压器、线性旋转变压器、比例式旋转变压器等。
正余弦旋转变压器原理图正余弦二对极无刷式旋转变压器原理如《正余弦旋转变压器原理图》所示，R1R2为励磁绕组，S1 S3, S2 S4为定子输出绕组。工作时若在R1、2两端输入高频交流电压信号，产生脉振磁场，当转子随电机旋转时，脉振磁场随之旋转，从而在定子绕组感应出与转子位置有关的脉振电动势。因为S1 S3, S2 S4 两套绕组互相垂直，输出信号相位差90°，形成随转子位置变化的正余弦信号，其输入输出关系为旋转变压器在性能上可靠性高，有较强的抵抗外界恶劣环境的能力，但需要设计复杂的信号处理电路。这些信号处理电路的可靠性和精度对转子位置检测有很大影响，并且造价昂贵导致成本大幅增加，限制了旋转变压器的应用范围。
永磁同步电机转子初始位置检测方法
位置传感器调速系统中的环节
01 简介
目录
复合式光电编码器检
02 测转子初始位置的方法
03
有传感器位置检测技术
04 旋转变压器检测技术
05 光电编码器检测技术
06
无传感器位置检测技术
目录
07 高频信号注入检测技术
09 总结
08 智能检测技术

一种永磁同步电机转子初始位置测量方法[发明专利]

专利名称：一种永磁同步电机转子初始位置测量方法专利类型：发明专利
发明人：刘蕾,孙纯哲,郗世洪,程胜民,胡生瑞
申请号：CN201710754527.7
申请日：20170829
公开号：CN107508522A
公开日：
20171222
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种永磁同步电机转子初始位置测量方法，给电机d轴、q轴通入定值电流通过改变转子初始位置来改变电流实际角度即实际作用于电机的d轴、q轴电流大小进而控制电机的旋转状态，不同的是本提案通过改变转子初始位置让实际作用于电机的q轴电流不等于0即旋转的驱动力不等于0，利用旋转的驱动力与电机的转动阻力让电机进入一个动态的平衡状态，这样可以让转子初始位置角的判断更精准。

本发明巧妙地利用了电机的转动阻力来帮助判断电机转子的初始位置，对于转子初始位置的测量精度有了很大的提高。

申请人：合肥巨一动力系统有限公司
地址：230051 安徽省合肥市包河工业区上海路东大连路北
国籍：CN
代理机构：苏州创元专利商标事务所有限公司
代理人：范晴
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一种永磁同步电动机转子初始位置检测方法

一种永磁同步电动机转子初始位置检测方法
何栋炜;方仁桂;高培
【期刊名称】《微特电机》
【年(卷),期】2015(43)4
【摘要】针对永磁同步电动机转子初始位置检测问题,利用估计坐标系下输入高频电压,永磁同步电动机响应电流包含转子位置信息的特性,提出了一种检测方法.并使用MATLAB/Simulink工具箱来建立仿真模型,对所提出方法的正确性及性能进行验证.仿真实验表明:所提出方法可以快速、准确地检测出永磁同步电动机转子初始位置,并且方法简单无需设计滤波器,所需计算量很少,检测过程时间不受转子位置等因素影响,符合工程应用要求.
【总页数】4页(P38-41)
【作者】何栋炜;方仁桂;高培
【作者单位】福建工程学院,福州350118;福建省计量科学研究院,福州350003;福建对外经济贸易职业技术学院,福州350016
【正文语种】中文
【中图分类】TM351;TM34
【相关文献】
1.实现永磁同步电动机转子初始位置检测的一种方法 [J], 侯云海;黄艳秋;任为政;崔丽娜
2.一种永磁同步电机转子初始位置检测方法 [J], 李世良;刘景林;吴增艳;杨奔
3.永磁同步电动机转子初始位置检测方法 [J], 郭熠
4.一种改进的永磁同步电动机转子初始位置估计方法 [J], 何栋炜;蒋学程;高培
5.一种永磁同步电机转子初始位置检测方法 [J], 杨杰;樊卫华;朱孟韬;郑鑫;曹建新因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

一种永磁同步电机转子初始位置检测方法

测试与故障诊断计算机测量与控制.2017. 25 (3)Computer Measurement&Control33 •文章编号：1671 - 4598(2017)03- 0033 -03 D O I：10. 16526/j. cnki. 11-4762/t p. 2017. 03. 010 中图分类号：T P3 文献标识码：A 一种永磁同步电机转子初始位置检测方法杨龙\輿A年\木產韜\鄱會2，曹達新2(1.南京理工大学自动化学院，南京210094; 2.江苏通用电梯有限公司，江苏扬州225000)摘要：电梯曳引机控制需要实时获取转子的机械角度，而常用的增量式编码器在首次清零信号到来前不能提供准确的转子位置信息，从而可能导致闭环控制失败；因此，转子的初始位置检测成为曳引机控制中必须解决的问题，传统的检测方法计算复杂，且定位过程中易造成转子堵转或摄动，不利于电梯系统的舒适性；为此，提出了一种利用正弦波增量式编码器的换向信号计算转子初始位置的方法，设计并实现了编码器换向信号的调理电路，研究了利用两路换向信号解算转子的初始位置信息的算法，并研发了相应的软件模块；实现了当转子保持静止时初始位置的髙精度检测，满足电梯平稳启动的需求；实验结果表明，该方法不依赖电机的数学模型，运算量小，且具有较髙的检测精度和通用性。

关键词：永磁同步曳引机；初始位置；启动A Positioning Method of Initial Rotor Position of PMSMYang Jie1，Fan W eihua1, Zhu M engtao1，Zheng Xin2，Cao Jianxin2(1. School of Automation, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China；2. Jiangsu General Elevator Limited C o m p a n y,Yangzhou 225000, China)A bstract：T h e control of H oisting machine needs the m echanical angle of the rotor»but the increm ental encoder usually cannot provideaccurate location inform ation before its clear signal comes. S o，the initial position detection of the rotor becom es a problem that m ust be solved in the control of the traction machine. T h e traditional m ethod is com plicated and the rotor locked or perturbed during the positioning p rocess»w hich is not conducive to im proving the com fort of the elevator system. To deal w ith this problem, a positioning m ethod of initial rotor position based on the com m utation signal of sinusoidal increm ental encoder is presented. W hat's more» Signal conditioning circuitry and softw are filtering algorithm are developed in this paper. By sam pling the two com m utation sig n a ls»the initial position of the rotor can be obtained w ith high accuracy. During the process of p osition in g»the rotor rem ains station ary»and the detection accuracy m eets the requirements of the m otor sm ooth starting. T h e experim ental results show that the detection m ethod does not rely on the m athem atical m odel of the m otor »and has high universality.K eywords：P M S M；initial rotor p osition；m otor starting〇引言永磁同步电机具有结构简单、调速性能好、效率高的特点，在电梯等特种设备中应用广泛。

永磁直线同步电机动子初始位置检测新方法

上，得出由于该电机的ｄ、ｑ轴电感在某些位置处相等，故无法采样用传统的高频电压注入法来准确检测初始位置，因此本文在基于定子铁心的非线性磁化特性的基础上，提出了一种判断动子初始位置的综合方法，向电枢绕组施加空间电压矢量，利用等效电路时间常数的不同，通过比较响应电流的衰减时间，确定动子初始位置，最后运用ＤＳＰ２８１２实时仿真系统的进行了动子任意初始角度的实验验证。实验结果表明，该方法能够快速有效的检测出ＰＭＬＳＭ电机的初始位置。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐｒｅｃｉｓｉｏｎｏｆｉｎｉｔｉａｌｐｏｓｉｔｉｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎｉｓｃｉｒｔｉｃａｌｆｏｒｔｈｅｓｔａｒｔｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｍｏｔｏｒｓ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅａｎｌｙａｓｉｓｏｆｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｌｉｎｅａｒｌｆｕｘ — ｓｗｉｔｃｈｉｎｇｐｅｍａｒｎｅｎｔｍａｇｎｅｔ，ｔｈｅｉｎｄｕｃｔａｎｃｅｏｆ
ｄｅｃａｙｔｉｍｅｏｆｒｅｓｐｏｎｓｅｃｕｒｒｅｎｔｓｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄａｎｄａｎｉｎｉｔｉｌａｍｏｖｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｇｌｅｗａｓａｃｑｕｉｒｅｄ．ＥｘｐｅｉｍｅｒｎｔａｌｖｅｉｆｒｉｃａｔｉｏｎｏｆａｒｂｉｔｒａｒｙｉｎｉｔｉｌａｍｏｖｅｒａｎｇｌｅｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｏｎＡＤ５４３５ｒｅａｌ－ｔｉｍｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ

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ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＮａｎｊｉｎｇ２１００９６Ｃｈｉｎａ
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ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｍｏｔｏｒｓ（ＰＭＳＭ）ｗｉｔｈａｓａｌｉｅｎｃｙｐｏｌｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ
ｂｙｉｎｊｅｃｔｉｎｇｈｉｇｈｒｅｆｑｕｅｎｃｙｌｏｗｖｏｌｔａｇｅｐｕｌｓｅｓ，ａｎｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｗｉｎｄｉｎｇｃｕｒｒｅｎｔｔｏｌｉｎｅｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ
ＭｅｎｇＧａｏｊｕｎＹｕＨａｉｔａｏＨｕａｎｇＬｅｉＪｉｕＣｈｅｎｘｉａｏＺｈａｏＤｏｎｇｄｏｎｇ
（１．ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＭｏｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌｏｆＭＯＥ
２０１５
种基于线电感变化特征的永磁同步电机转子初始位置检测新方法
一
孟高军佘海涛黄磊酒晨霄２赵东东
（１．东南大学伺服控制技术教育部工程研究中心南京２１００９６
２．飞行器控制一体化技术重点实验室西安７１００００）
２０１５年１０月
第３０卷第２０期
电工技术学报
ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳＯＦＣＨＩＮＡＥＬＥＣＴＲＯＴＥＣＨ！垒！呈
ＶＯｌ＿３０ＮＯ．２０
０ｃｔ．
ｖａｒｉａｔｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｌｉｎｅｉｎｄｕｃｔａｎｃｅｓｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｔｈｅｌｉｎｅｉｎｄｕｃｔａｎｃｅｃａｎｂｅｅｓｔｉｍａｔｅｄ
因此在初步辨识出转子位置角的基础上，向电机施加等宽电压脉冲，利用磁场饱和弓ｌ起的响应电流幅值的变化来估计出转子的磁极极性；最后实验结果表明，该方法能够准确、有效地估计转子
初始位置。
关键词：永磁同步电机线电感模型转子初始位置旋转坐标变换
中图分类号：ＴＭ３５１
ａｒｅａｎａｌｙｚｅｄｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｌｉｎｅｉｎｄｕｃｔａｎｃｅｒｉｐｐｌｅｓｃｕｒｖｅｉｓｆｉｔｔｅｄａｎｄｏｂｔａｉｎｅｄｕｓｉｎｇＦｏｕｒｉｅｒｓｅｒｉｅｓｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｔｈｅｎｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎＶＳ．ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｒｅｍｏｄｅｌｅｄｏｒｆｅｓｔｉｍａｔｉｎｇｔｈｅｒｏｔｏｒｐｏｓｉｔｉｏｎｕｓｉｎｇｒｏｔａｔｉｏｎａｌｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｗｈｉｌｅｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｃａｎｎｏｔｒｅｃｏｇｎｉｚｅｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｒｏｔｏｒｌｕｘｆ，ＳＯｔｈｅｉｄｅｎｔｉｃａｌａｒｅａｐｐｌｉｅｄｔｏｔｈｅｍｏｔｏｒａｒｍａｔｕｒｅｓａｎｄｔｈｅｎｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆ
ｒｏｔｏｒｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄｂｙｓａｌｉｅｎｃｙｅｆｆｅｃｔｓ，ｔｈｅｓｅｌｆ－ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅａｎｄｍｕｔｕａｌ－ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅｐｒｅｓｅｎｔｐｅｒｉｏｄｉｃｉｔｙｓｉｎｕｓｏｉｄａｌｖａｒｉａｔｉｏｎ，Ｓｔａｒｔｉｎｇｆｒｏｍｔｈｉｓｆｅａｔｕｒｅ，ａｎｏｖｅｌｉｎｉｔｉａｌｒｏｔｏｒｐｏｓｉｔｉｏｎｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎ
磁极判断
ＡＮｏｖｅｌＩｎｉｔｉａｌＲｏｔｏｒＰｏｓｉｔｉｏｎＥｓｔｉｍａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｆｏｒＰＭＳＭ
ＢａｓｅｄｏｎＶｌａｒｉａｔｉｏｎＢｅｈａｖｉｏｒｏｆＬｉｎｅＩｎｄｕｃｔａｎｃｅｓ
２
摘要具有转子凸极结构的永磁同步电机中受转子凸极效应的影响，绕组的自感和互感随转
子位置呈现近似正弦的周期变化，以此为基础，提出了一种基于线电感变化特征的永磁同步电机转子初始位置检测。首先，通过注入高频低压脉）中来进行线电感辨识，并深入分析了绕组电流对线电感辨识的影响，同时利用傅里叶级数分解得到线电感变化曲线；随后建立了角度一线电感关系的数学模型，并采用旋转坐标变换计算转子初始位置角，但是该方法无法判断转子磁极的极性，