同步电机转子位置检测和定位

第7

期

2018

年7

月组合机床与自动化加工技术

Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing TechnitjueNo. 7

Jul. 2018

文章编号：l

〇〇l-2265(2018)07 -0005 -05 D01

：10.13462/j. cnki. mmtamt. 2018.07. 002

基于电流定位的永磁同步电机转子初始位置定位研究

张耿1，唐火红1，路敏舟2，朱爱洁1

(

1.合肥工业大学机械工程学院，合肥

230009;

2.河海大学机电工程学院，江苏常州

213022)

摘要：针对永磁同步电机初始位置现有判断方法存在的“反转”、高频电流信号解调复杂等问题，提

出了一种基于相电流定位的永磁同步电机转子初始位置判断方法。该方法通过向电机两相绕组先

后注入低压高频脉冲，

从而得到相电流和转子位置角之间的关系预标定值，应用中启动时，通过采

集相电流，在线查询标定表，就可得到静止时的转子位置信息。为了采集到真实的相电流，设计了

一种三级中断嵌套的电阻采样法，针对采样区域小的情况，通过增大采样窗口并补偿解决。为验证

该方法的可行性，搭建了空压机用永磁同步电机的控制实验平台。实验结果表明，该方法能够较为

准确估计转子的初始位置，满足空压机的启动准确度要求。

关键词：电流定位;初始位置；标定；采样

中图分类号:TH

39 ;TG

502 ;TM

351 文献标识码:A

Research of Initial Rotor Positon Based on the Current Location for

Permanent Magnet Synchronous Motors

ZHANG

Geng1

,TANG

Huo-

liong1 ,

LU0

Min-

zhou2

,ZHU

Ai-

jie1

(1.

School

of

Mechanical

Engineering,

Hefei

University

永磁同步电机初始位置检测及启动方法

永磁同步电机是一种高效、高性能的电机，广泛应用于工业生产和家用电器中。在永磁同步电机的启动过程中，初始位置检测是非常重要的一步，它能够确保电机的正常启动和运行。本文将介绍永磁同步电机初始位置检测及启动方法。

永磁同步电机的初始位置检测方法有多种，其中比较常用的是霍尔传感器检测法和反电动势检测法。霍尔传感器检测法是通过在电机转子上安装多个霍尔传感器，检测转子位置，从而确定电机的初始位置。反电动势检测法是利用电机在启动过程中产生的反电动势信号，通过对信号进行处理，确定电机的初始位置。

在确定了电机的初始位置后，接下来就是启动电机。永磁同步电机的启动方法有直接启动法和间接启动法。直接启动法是将电机直接连接到电源上，通过控制电源电压和频率，使电机转子旋转。间接启动法是通过变频器控制电机的转速和转向，从而实现电机的启动。

在实际应用中，永磁同步电机的启动过程中还需要注意一些问题。首先是电机的负载问题，如果电机负载过大，可能会导致电机启动失败或者启动时间过长。其次是电机的控制问题，需要根据实际情况选择合适的控制方法和控制参数，以确保电机的正常启动和运行。最后是电机的保护问题，需要安装过流、过载等保护装置，以保护电机的安全运行。

永磁同步电机的初始位置检测及启动方法是电机启动过程中非常重要的一步。通过选择合适的检测方法和启动方法，以及注意电机的负载、控制和保护问题，可以确保电机的正常启动和运行，提高电机的效率和性能。

理论与设计　黝　

同步电机转子初始位置定位的ＭＡＴＬＡＢ实现　

蔡迈　王磊　柳毅。　

１上海电气电站集团（２００２４０）　

２上海电气电站设备有限公司发电机厂（２００２４０）　

３上海发电设备成套设计研究院（２００２４０）　

Ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆｔｈｅ　Ｉｎｉｔｉａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎ　Ｌｏｃａｔｉｏｎ　ｏｆｔｈｅ　Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ｍａｃｈｉｎｅ’Ｓ　Ｒｏｔｏｒ　ｂｙ　ＭＡＴＬＡＢ　

ＣＡＩ　Ｍａｉ　ＷＡＮＧ　Ｌｅｉ　ＬＩＵ　Ｙ｛　

１　Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　Ｇｒｏｕｐ　

２　Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　Ｐｌａｎｔ　

３　Ｓｈａｎｇｈａｉ　Ｐｏｗｅｒ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　

摘要：介绍了一种同步电机转子初始位置定位的　

实现方法。建立起了用于验证该实现方法的试验平台，　

使用ＭＡＴＬＡＢ的ＲＴＷ（Ｒｅａｌ－Ｔｉｍｅ　Ｗｏｒｋｓｈｏｐ）工具箱将　

该算法转换为可在ＤＳＰ芯片上运行的代码，得出试验波　

形，试验结果表明该算法正确可靠。　

关键词：同步电机转子初始位置定位　

中图分类号：ＴＭ３４１文献标识码：Ａ　

ＤＯＩ编码：１０．３９６９／ｊ．１ｓｓｎｌ００６－２８０７．２０１３．０３．００４　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｉｔｉａｌ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ　

ｌｏｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　ｍｏｔｏｒ’Ｓ　ｒｏｔｏｒ　ｂｙ　ＭＡＴＬＡＢ　ｗａｓ　

ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ａ　ｔｅｓｔ　ｐｌａｔｆｏｒｍ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｖｅｒｉｆｙ　ｔｈｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｗａｓ　

ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ＲＴＷ（Ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ　Ｗｏｒｋｓｈｏｐ）ｏｆ　ＭＡＴ－　ＬＡＢ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｗａｓ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｔｏ　ｃｏｎｖｅｒｔ　ｔｈｉｓ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈ－　

2018年4 月 电 工 技 术 学 报 Vol.33 No. 7 第33卷第7期 TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Apr. 2018

DOI：10.19595/ki.1000-6753.tces.170161

一种基于电感饱和效应的电流差值检测

永磁同步电机转子初始位置的方法

黄科元 陈忠强 黄守道

（湖南大学电气与信息工程学院 长沙 410082） 摘要 解决无位置传感器永磁同步电机（PMSM）控制系统起动困难的关键在于准确的转子

初始位置检测。该文在分析了永磁同步电机绕组磁路饱和度与电感值以及永磁体转子位置与绕组

电流的关系的基础上，设计了一种电流差值检测方法，定子三相绕组任意选通两相，另一相悬空，

正反方向注入电压脉冲，得到响应电流差值，根据电流差值得到转子初始位置，同时辨识出转子

NS极。为了克服注入的电压脉冲在绕组中产生的剩磁影响采样电流准确性的问题，提出了一种抵

消剩磁的脉冲注入方式，从而提高转子初始位置检测的准确性。实验结果验证了该方法简单可靠，

不受转子凸极结构限制，可同时适用于面贴式和内嵌式永磁同步电机，检测过程保持完全静止，

具有很高的工程实用性。

关键词：永磁同步电机 转子初始位置 电流差值检测 剩磁

中图分类号：TM341 A Initial Rotor Position Estimation Method for PMSM

Based on Inductance Saturation Effect

Huang Keyuan Chen Zhongqiang Huang Shoudao

（College of Electrical and Information Engineering Hunan University Changsha 410082 China） Abstract The initial rotor position detection accuracy is the key of solving the start difficulty in