电气工程学报 ›› 2021, Vol. 16 ›› Issue (4): 78-84.doi: 10.11985/2021.04.010

• 特邀专栏:高性能永磁电机驱动与控制 • 上一篇    下一篇

扫码分享

基于高频方波信号注入的永磁同步电机初始位置检测方法研究*

呼子茗1,2(), 朱景伟1(), 王高林2(), 杨旭2()   

  1. 1.大连海事大学船舶电气工程学院 大连 116026
    2.哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院 哈尔滨 150001
  • 收稿日期:2021-07-01 修回日期:2021-10-18 出版日期:2021-12-25 发布日期:2022-02-10
  • 通讯作者: 朱景伟 E-mail:13165561871@163.com;zjwdl@dlmu.edu.cn;WGL818@hit.edu.cn;1415552112@qq.com
  • 作者简介:* 朱景伟,男,1963年生,博士,教授,博士研究生导师。主要研究方向为交流电机优化设计及其控制技术。E-mail: zjwdl@dlmu.edu.cn
    呼子茗,男,1999年生。主要研究方向为永磁电机控制技术。E-mail: 13165561871@163.com
    王高林,男,1978年生,博士,教授,博士研究生导师。主要研究方向为交流电机驱动技术、交流电机无传感器控制技术、无电解电容器电机驱动系统、宽禁带功率器件在电机系统的应用、电机参数辨识与状态监测技术、同步磁阻电机驱动控制技术、永磁直驱式电梯控制技术、电机高效再制造能效提升技术。E-mail: WGL818@hit.edu.cn
    杨旭,男,1994年生,硕士。主要研究方向为永磁同步电机无传感器控制技术。E-mail: 1415552112@qq.com
  • 基金资助:
    * 国家自然科学基金资助项目(51777024)

Research on Initial Position Detection Method of Permanent Magnet Synchronous Motor Based on High Frequency Square Wave Signal Injection

HU Ziming1,2(), ZHU Jingwei1(), WANG Gaolin2(), YANG Xu2()   

  1. 1. School of Marine Electrical Engineering, Dalian Maritime University, Dalian 116026
    2. School of Electrical Engineering & Automation, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001
  • Received:2021-07-01 Revised:2021-10-18 Online:2021-12-25 Published:2022-02-10
  • Contact: ZHU Jingwei E-mail:13165561871@163.com;zjwdl@dlmu.edu.cn;WGL818@hit.edu.cn;1415552112@qq.com

摘要:

针对表贴式永磁同步电机,使用高频方波信号注入法,对其初始位置检测技术展开研究。对高频方波信号注入法和磁极辨别技术进行理论分析和公式推导,得到转子初始位置的表达式。利用Matlab/Simulink软件搭建永磁同步电机矢量控制系统和初始位置检测系统,仿真结果表明该方法可以准确获得转子初始位置信息,误差为0.05 rad。最后编写初始位置检测和磁极极性辨别的程序,在电机平台上进行硬件试验,试验结果表明该方法可以准确地获取转子的初始位置信息,误差为0.018 rad。

关键词: 永磁同步电机, 无位置传感器控制, 高频注入法, 初始位置检测

Abstract:

The initial position detection technology of surface mounted permanent magnet synchronous motor (SPMSM) is studied by using high frequency square wave signal injection method. Firstly, the high frequency square wave signal injection method and the magnetic pole discrimination technique are theoretically analyzed and the formula is deduced to obtain the expression of the initial position of the rotor. Then, the vector control system and the initial position detection system of permanent magnet synchronous motor (PMSM) are built by Matlab/Simulink. The simulation results show that the method can accurately obtain the initial position information of the rotor with an error of 0.05 rad. Finally, the program of initial position detection and pole polarity identification is written, and the hardware experiment is carried out on the motor platform. The experimental results show that the method can accurately obtain the initial position information of the rotor, and the error is 0.018 rad.

Key words: PMSM, sensorless control, high frequency injection method, initial position detection

中图分类号: