一例永磁同步电动机的转子位置检测故障分析

永磁同步电动机维修的真实案例1. 案例一：电机无法启动在某工厂的生产线上，一台永磁同步电动机突然无法启动。

经过检查，发现电机的电源线路出现松动，导致电机无法接收到电能。

工作人员重新连接电源线路，电机恢复正常运行。

2. 案例二：电机噪音大某小型企业的永磁同步电动机在运行过程中发出异常的噪音，影响了生产环境。

维修人员检查后发现，电机轴承磨损严重，需要更换。

经过更换轴承，电机噪音问题得到解决。

3. 案例三：电机温度过高一家制造业企业的永磁同步电动机在运行一段时间后，温度明显升高。

经过检查，发现电机内部的散热风扇故障，无法正常散热。

维修人员更换了故障的散热风扇，电机的温度恢复正常。

4. 案例四：电机震动严重在某家物流公司的永磁同步电动机中，电机在运行过程中出现了明显的震动现象，导致工作不稳定。

经过检查，发现电机转子不平衡，需要进行动平衡处理。

维修人员对电机进行了动平衡处理，解决了电机震动的问题。

5. 案例五：电机速度不稳定一台永磁同步电动机在运行时，速度不稳定，影响了机器的工作效率。

经过检查，发现电机控制系统中的速度传感器出现故障，无法准确感知电机的运行速度。

维修人员更换了故障的速度传感器，电机的速度恢复稳定。

6. 案例六：电机启动困难某企业的永磁同步电动机在启动时出现了困难，需要多次尝试才能正常启动。

经过检查，发现电机的起动电容器老化失效，需要更换。

维修人员更换了起动电容器，电机的启动困难问题得到解决。

7. 案例七：电机频繁断电一台永磁同步电动机在运行过程中频繁断电，导致工作不稳定。

经过检查，发现电机的电源线路存在接触不良的问题，需要重新连接。

维修人员重新连接电源线路，电机的断电问题得到解决。

8. 案例八：电机转速异常在某工业设备中，一台永磁同步电动机的转速异常，无法达到预期的工作效果。

经过检查，发现电机控制器中的转速反馈信号传感器损坏，无法准确感知电机的转速。

维修人员更换了损坏的传感器，电机的转速恢复正常。

Internal Combustion Engine &Parts故障类型故障原因供电类型电机不转动力电池包无直流输出：1.电池电压过低；2.整车高压部件存在漏电；3.电池管理系统故障。

高压/低压电机控制器不输出三相电：1.电机控制器供电、搭铁异常；2.档位信号异常；3.油门踏板无输入信号；4.制动信号不正常；5.通讯异常；6.旋变信号异常。

高压/低压电机转动缓慢1.旋变信号异常；2.三相交流电缺相。

高压/低压表1永磁同步电机运转异常故障原因1驱动电机工作原理分析目前，三相交流永磁同步电机在纯电动汽车上应用最为广泛。

在实车上，驱动电机并不是独立工作，而是通过电机控制器控制，将动力电池的直流电逆变成三相交流电供给电机使用。

图1是电机系统的电路框图。

图中，电机控制器在工作时供给低压12V 的电压回路后，内部模块得电启动运行；当接收到档位信号和油门信号后，控制输出不同频率和相位的三相交流电给驱动电机；当接收到制动信号后，电机控制器停止输出交流电，电机停止转动。

通讯总线属于动力CAN 线，通过该总线，电机控制器与网关相连形成动力网路，与其他部件诸如电池管理器、整车控制器等通讯。

电机内部含有一传感器，通常称为旋转变压器，用于检测电机转子的位置，同时还能够反馈电机运转时的实际转速。

2驱动电机工作异常原因电机运转异常有两类情况，一是电机不转，二是电机转动缓慢。

在维修中，要特别注意区分高低压，以防发生触电安全事故。

表1列举了引起电机运转异常的可能原因（本文只讨论电路故障，机械故障不在讨论范围）。

3故障诊断思路当车辆启动后，挂挡行驶，电机出现工作异常时，可按图2诊断思路开展检修。

4故障案例:吉利帝豪EV300电机不能转动故障故障现象：一辆2018款吉利帝豪EV300电动汽车，———————————————————————基金项目:江苏省高职院校青年教师企业实践培训资助项目，项目编号2019QYSJPX070。

专利名称：诊断永磁同步电机转子初始位置检测结果的方法专利类型：发明专利
发明人：管希铭,吴平仿,王双全,黄洪剑
申请号：CN201710791700.0
申请日：20170905
公开号：CN109428530A
公开日：
20190305
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种诊断永磁同步电机转子初始位置检测结果的方法，本方法首先使电机运行至稳态，保持输入q轴电流i＝0；增大电机转速ω，输入d轴电流i，并在一定的范围内改变i的值,同时检测d轴的电压U；如果U仅在趋近于零的范围内小幅度的变动，证明启动前转子初始位置检测准确；反之，如果U的值不断的增大或减小，说明转子初始位置的检测结果存在偏差，需停机重新检测以校正误差。

本方法验证转子初始位置检测的准确性并校正可能存在的误差，提高转子位置检测的精度，达到最大化电机输出转矩，提高电机运行的稳定性。

申请人：上海大郡动力控制技术有限公司
地址：201114 上海市闵行区浦江镇新骏环路188号1号楼
国籍：CN
代理机构：上海天协和诚知识产权代理事务所
代理人：沈国良
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永磁同步电机转子初始位置检测及启动策略Initial Rotor Position Detection and Start-up Strategy of Permanent Magnet SynchronousMotor大连交通大学电气信息学院丁志勇（Ding Zhiyong）转子位置检测是永磁同步电机控制系统稳定运行的必要条件，使用增量式编码器不能准确得到转子的初始位置信息，直接启动会产生未知后果，通常需要额外的初始位置检测方法。

本文分析了在未知电机转子初始位置时直接启动可能出现的情况，提出一种基于增量式编码器A、B脉冲信号的转子初始位置检测方法，并在启动过程中完成增量式编码器的校正。

实验结果表明，该方法简单有效。

关键词: 永磁同步电机；增量式编码器；转子初始位置；编码器校正Abstract: Rotor position detection is a necessary condition for the stable operation of the permanent magnet synchronous motor control system. Using the incremental encoder can not obtain the accurate information of the initial rotor position. Direct start-up will produce unknown consequences, so it usually requires additional initial position detection method. This paper analyzes the possible situation of direct start-up in the case of unknown the motor initial rotor position, and proposes a rotor initial position detection method based on A and B pulse signals of the incremental encoder, completes correction of incremental encoder in the process of starting-up. Experimental results show that the method is simple and effective.Key words: PMSM; Incremental encoder; Initial rotor position; Encoder correction【中图分类号】TM351 【文献标识码】B 【文章编号】1561-0330(2019)02-0073-041 引言永磁同步电机具有功率密度高、结构简单以及调速性能好等优点，在工业领域得到广泛的应用[1]。

上式中，转子角速度由ω指代，当它的取值为
因高频电压信号从电机绕组中通过，故而，可对定子电阻压降进行忽略，进一步得出定子电压方程和电流响应信号等[1]。

将高频旋转电压信号持续注入定子绕组中，即可得出三相静止坐标系中的电压，分别用U和ωh对高频电压信号幅值和角频率进行表示，继而依托3/2将其变换至两相
由上式可知，三相高频电流响应信号都是两个同频率正弦信号差，同频率正弦交流电压相加其性质不变，而幅值影响因素则是两个信号各自的幅值和相位差。

已知电机参数和高频注入信号的情况下，θ能调制三相高频电流响应信号幅值。

三相高频电流响应信号幅值与θ角变化规律相关，与正弦规律类似。

三相高频电流响应信号幅值变化幅度与电机凸性成正比。

倘若提取位置信息时使用查表方法，无论是注入高频电压信号幅值，还是角频率都会对该操作产生干扰，反之，
轴电感会随之减小，
图1定子磁势影响d轴磁路
由上述已知条件，对电机d轴电流表达式予以确定：
得出结论：i d与L sd成反比，L sd越大，i d越小。

该背景下，分别将同等时间和幅值的脉冲电压注入到不同的位置和（θ+π），继而对两次响应电流幅值进行检测和比较，得出转子位置角[3]。

3实验结果分析
采用一台内嵌式永磁同步电机，对永磁同步电机转子初始位置检测方法进行验证，分别将其额定电压和额定功。

永磁同步电机故障诊断研究综述摘要本文对永磁同步电机故障诊断的研究进行了综述。

首先介绍了永磁同步电机的原理和应用领域，然后对永磁同步电机的故障模式进行了分类和详细描述。

接下来，介绍了常用的永磁同步电机故障诊断方法，并对各种方法进行了比较和分析。

最后，讨论了目前的研究热点和未来的发展趋势。

1. 引言永磁同步电机是一种采用永磁体作为励磁源的电机，具有高效率、高功率密度和高控制精度等优点，广泛应用于工业控制、风力发电、新能源车辆等领域。

然而，由于工作环境的复杂性和电机本身的复杂性，永磁同步电机在使用过程中容易发生各种故障，如断线、短路、轴承故障等。

因此，对永磁同步电机的故障进行准确、快速的诊断，对保障电机的安全运行和延长电机的使用寿命具有重要意义。

2. 永磁同步电机的故障模式永磁同步电机的故障模式主要包括电机定子故障、电机转子故障和电机传感器故障。

其中，电机定子故障包括定子绕组断线、定子绕组短路和定子绕组接地故障；电机转子故障包括磁极断裂、磁极剥落和磁极偏移；电机传感器故障包括霍尔元件故障和编码器故障。

2.1 电机定子故障电机定子故障是指与电机定子绕组相关的故障，常见的定子故障有断线、短路和接地故障。

断线是指定子绕组中某一导线或多个导线断开导致电流无法正常流通；短路是指定子绕组中导线之间产生了短路路径，导致电流绕过了部分绕组；接地故障是指定子绕组中某一导线与绕组外介质接触导致漏电。

2.2 电机转子故障电机转子故障是指与电机转子相关的故障，常见的转子故障有磁极断裂、磁极剥落和磁极偏移。

磁极断裂是指永磁体中的磁极发生断裂，导致磁场异常；磁极剥落是指永磁体中的磁极脱落，导致磁场不均匀；磁极偏移是指永磁体中的磁极位置发生偏移，导致磁场不稳定。

2.3 电机传感器故障电机传感器故障是指与电机传感器相关的故障，常见的传感器故障有霍尔元件故障和编码器故障。

霍尔元件故障是指用于检测转子位置的霍尔元件失效，导致无法准确测量转子位置；编码器故障是指用于测量转子位置和速度的编码器出现故障，导致位置和速度测量不准确。

基于旋转高频注入法的永磁同步电机转子初始位置检测研究一、本文概述随着现代工业自动化和精密控制技术的不断发展，永磁同步电机（PMSM）因其高效率、高功率密度和优良的控制性能，在众多领域得到了广泛的应用。

电机的转子初始位置检测一直是电机控制系统中的一个关键技术难题。

准确的转子位置信息对于电机的启动、运行和控制至关重要，尤其是在无位置传感器的应用场景中，初始位置的准确检测成为实现高效电机控制的前提。

本文旨在研究一种基于旋转高频注入法的永磁同步电机转子初始位置检测技术。

旋转高频注入法作为一种有效的转子位置检测方法，通过在电机定子绕组中注入高频电流，利用转子磁场与注入电流之间的相互作用，实现对转子位置的检测。

该方法具有结构简单、成本低、可靠性高的特点，适用于无传感器的电机控制系统。

本文首先介绍永磁同步电机的基本原理和转子位置检测的重要性，然后详细阐述了旋转高频注入法的工作原理和实现过程。

在此基础上，通过仿真和实验验证了该方法的有效性和准确性。

对本文的研究成果进行了总结，并对未来的研究方向进行了展望。

通过本研究，我们期望为无传感器永磁同步电机控制系统的设计和应用提供一种新的转子初始位置检测方案，以促进电机控制技术的发展和应用。

二、永磁同步电机的基本原理与特性永磁同步电机（PMSM）作为一种高效、高性能的电动机类型，在众多工业和商业应用中得到了广泛的使用。

其独特的设计使得电机在没有额外的励磁电源的情况下，能够维持一个恒定的磁场。

这种电机的基本原理是基于电磁感应定律和永磁体提供的恒定磁场与转子磁场的相互作用。

永磁同步电机的主要特性包括高效率、高功率密度、低噪音和长寿命。

这些特性使得PMSM在需要精确控制和高性能的应用中，如电动汽车、精密机械和可再生能源系统中，成为首选的电机类型。

在转子初始位置检测方面，旋转高频注入法是一种有效的技术。

该方法通过在电机的定子绕组中注入高频电流，产生一个额外的旋转磁场。

这个旋转磁场与永磁体产生的磁场相互作用，导致转子产生一个相对于其当前位置的位移。