針對永磁同步電機轉子初始位置檢測已有方法存在的電機 “抖動”、對電機參數依賴性強、 高頻電流信號數學處理算法復雜等問題,提出一種基于高頻電壓信號注入法的永磁同步電機轉子初始 位置檢測方法。該方法通過對三相高頻電壓信號的電流響應進行低通濾波,比較三相電流響應幅值的大小關系,依據轉子位置角 θ 對三相高頻電流響應信號幅值的調制規律,得到電機轉子初始位置信息, 最后利用電機磁路飽和效應區分電機轉子 NS 極性。理論分析及實驗表明,該方法能準確檢測出電機轉 子初始位置信息,電機轉子不會發生 “抖動”,檢測方法對電機參數依賴性低,電流處理算法簡單,不 需要額外增加硬件電路,檢測誤差較小,可滿足永磁同步電機的平穩起動要求。

在永磁同步電機控制中,若不能預知轉子初始位 置,就會出現轉子短暫反轉或失步而起動失敗。絕對 式光電編碼器可知轉子初始位置,但存在成本高、體 積大的缺點,在一定程度上限制了其應用[1-7]。目前,國內對永磁同步電機初始位置檢測方法的 研究很多,但都有其缺點。基于電機反電勢的位置檢 測方法計算方法簡單,但其不足是低速運行或零速時電機反電勢較小或為零,從而不利于位置檢測或根本 無法進行電機初始位置的檢測[8]。高頻信號注入法解 決了反電勢法低速運行或零速時的位置檢測問題,其 高頻電流響應信號中含有轉子的位置信息,但其對高 頻電流響應信號的解調算法很復雜,運算量大,理論 性強,實際應用往往問題較多[6,7,9-13]。脈沖信號注入 法檢測轉子初始位置方法簡單,但檢測時間較長,且 轉子也易受注入脈沖影響而轉動[14,15]。 針對以上問題,本文提出一種基于旋轉高頻信號 注入法的永磁同步電機轉子初始位置檢測方法。通過 對三相高頻電壓信號的電流響應進行低通濾波,得到 三相電流響應信號幅值大小關系,再根據三相電流響 應幅值大小隨轉子位置角不同而變化的規律得出轉子 初始位置信息,最后利用電機磁路飽和效應區分電機轉子 NS 極性。理論分析及實驗表明,該方法能準確 檢測出電機轉子初始位置信息,因注入高頻電壓信號頻率高、幅值低,檢測過程中電機轉子不會發生 “抖 動”現象,電機起動過程不會出現反轉轉現象,該方法 能滿足永磁同步電機平穩起動的要求。更多詳細內容請見附件
永磁同步電機轉子初始位置檢測方法_魯家棟.pdf