改进的永磁同步电机转子初始位置检测方法(4)

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第３期周元钧等：改进的永磁同步电机转子初始位置检测方法

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验。仿真所用的某航空伺服永磁同步电机参数如表１所示。逆变桥的开关频率为２０ｋＨｚ。注入的旋转高频电压信号的幅值和频率需恰当的选择，频率一般选为０．５～２ｋＨｚ，频率太低，接近转子的基频，不易与同基频分离，频率太高，接近逆变开关频率，易与开关频率混淆捧Ｊ。幅值一般选为基波幅值１／５—１／８，幅值太小，转子ｄ轴磁链可能未充分饱和而不利于电机极性检测，太高可能会导致电机转子转动。同时，还要兼顾高频电流信号的有效检测，且要求有一定的抗干扰能力，故还需保证高频电流大小在０．１—２Ａ之间。综合比较后，频率选为１

５９１

对ＰＭＳＭ的电感建模要考虑其在高频信号下的饱和特性。综合考虑注入高频信号的幅值、频率以及电机参数的影响，修正系数Ｋ取１．０８。

转子初始位置检测的流程如图５所示。

Ｈｚ（１０

０００

ｒａｄ／ｓ），

Ｆｉｇ．５

图５转子初始位置计算流程

Ｔｈｅｆｌｏｗｏｆｉｎｉｔｉａｌｒｏｔｏｒｐｏｓｉｔｉｏｎｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ

幅值选为３０Ｖ。对于本系统是合适的。

表１永磁同步电机仿真参数

Ｔａｂｌｅ１

Ｔｈｅ

在０ｃ召轴系下，对电机静止状态下转子在不同初始位置上的检测仿真结果如图６所示。图６中，

ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅＰＭＳＭ

参数值

４００

４

电机参数额定频萼ｖＨｚ极对数定子电阻／ｎｄ轴电感／ｍＨｑ轴电感／ｍＨ转子主磁链／Ｗｂ

ｋ是对检测出的高频电流处理滤波后的结果，包含

电机转子ｄ轴位置信息；务，为通过本文所提方法计算出的转子初始位置；Ａ０，为转子初始位置估算误；ｉ一正负包含电机转子Ｎ／Ｓ极极性信息。可以看出，整个检测时间不超过３０ｍｓ，电机在不同初始位置上用此方法检测出的转子位置与实际转子位置误差不超过０．０１

ｒａｄ。

２．５３．５

８．５

０．１７５

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图６基于旋转高频电压注入法初始位置检测仿真结果

Ｆｉｇ．６

Ｔｈｅ

（ｆ’ＴＩＩ

Ｉｒｒａｄ

ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｏｆｉｎｉｔｉａｌｒｏｔｏｒｐｏｓｉｔｉｏｎｂａｓｅｄ

０１１

ｒｏｔａｔｉｎｇ

ｈｉｇｌｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｉｎｊｅｃｔｉｏｎ

图７给出了采用本文所提出的方法，当电机从静止状态开始起动到５０％额定转速（３

０００

加入基波激励使电机起动、运行。可以看出，该方法同样可以在中、低速范围内快速准确的检测出转子的位置，仅在电机起动瞬间偏差较大（０．０５ｒａｄ），这是因为基波激励下的冲击电流干扰造成的。

ｒ／ｒａｉｎ）

时，转子位置计算值和转子位置实际值的波形。图７中，在准确检测出转子初始位置后，０．０５ｓ时刻，

万方数据　

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