永磁同步电机转子位置的无传感器检测.pdf

永磁同步电机转子位置的无传感器检测 永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM）是一种常见的交流同步电机，广泛应用于工业制程、家电、交通工具等领域。其转子位置检测是永磁同步电机矢量控制系统的关键技术，直接影响着系统的运行特性和控制精度。 无传感器检测是指不使用位置传感器的情况下检测永磁同步电机转子位置的方法。这种方法可以克服传统位置传感器的缺陷，如成本高、安装困难、可靠性差等问题。 本文研究了无位置传感器的情况下对永磁同步电动机的转子磁极位置的检测方法，着重研究了静止和低速状态下的无位置传感器的转子磁极位置检测方法。 1. 端电压检测方法 端电压检测方法是目前最广为人知的无位置传感器的转子位置检测方法。该方法是利用光电耦合器件等电平检测装置检测线电压的过零点，并将检测到的信号经整形变换成代表电机端电压电位的信号。这种方法简单易行，能够满足位置检测的快速性要求，适宜于高速运行状态下的转子位置检测。 2. 积分法检测方法 积分法检测方法是一种基于相系统分析的方法，能够检测永磁同步电机转子位置。这种方法可以采用线电流和端电压的测量实现转子磁极位置检测。 3. 静止状态下的 PM SM 转子位置检测 静止状态下，PM SM 的电枢电压方程可以写成式（1）： u_d = dΩd/dt + idR u_q = dΩq/dt + iqR 式中：Ωd——直轴磁通链；Ωq——交轴磁通链；R ——定子相绕组电阻。 而Ωd (t) = L do (ido + ifict,m) + L d, diff ∃ id (t) Ωq (t) = L qoiqo + L q, diff ∃ iq (t) 式中：ido、iqo——直、交轴稳态直流分量；∃ id (t)、∃ iq (t) ——直、交轴的交流分量;ifict,m —— 在静止状态下，为了检测转子位置，需要解决式（1）的电压方程式。可以采用数值计算方法或解析方法来解决该方程式。 4. 低速状态下的 PM SM 转子位置检测 低速状态下，PM SM 转子位置检测方法需要考虑到电机参数的影响和计算复杂度的问题。可以采用基于模型的方法或基于观测器的方法来检测转子位置。 无传感器检测是永磁同步电机矢量控制系统的关键技术，能够克服传统位置传感器的缺陷，提高系统的运行范围和控制精度。本文研究的无位置传感器的转子磁极位置检测方法可以应用于工业制程、家电、交通工具等领域，提高系统的可靠性和稳定性。