基于磁饱和效应的表贴式永磁同步电机初始位置检测方法.pdf

2016年 1 月 电 工 技 术 学 报 Vo1_31 No．1 第31卷第 1期 TRANSACTIONSOFCHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Jan． 2016 基于磁饱和效应的表贴式永磁 同步电机 初始位置检测方法 田 兵 安群涛 孙东阳 孙 力 赵 克 (哈尔滨工业大学电气工程系 哈尔滨 150001) 摘要 根据表贴式永磁 同步电机磁饱和效应模型检测转子初始位置，并通过有限元分析验证 了其 有效性；在位置检测算法上采用旋转电压注入法，通过高通与谐振滤波器显著放大微弱的高频电流响 应，并高效衰减直流成分；结合改进的解调算法，准确提取出负序直流分量和铁心饱和度评价函数； 转子位置检测结果 由锁相环估算的转子方向结合基于饱和度评价函数 的磁极极性判定方法来确定。通 过 Matlab／Simulink搭建了表贴式永磁同步电机零速下磁饱和仿真平台，验证了该文所提算法的有效性， 同时硬件平台实验进一步验证了该方法具有简单可靠、准确度较高等特点。 关键词 ：表贴式永磁同步电机 初始位置检测 磁饱和效应 高通与谐振滤波器 锁相环 中图分类号：TM315 InitialPositionEstimationforSurfacePermanentM agnetSynchronous M otorsBasedonM agneticSaturationEffect TianBing AnQuntao SunDongyang SunLi ZhaoKe (DepartmentofElectricalEngineering HarbinInstituteofTechnology Harbin 150001 China) Abstract Inthispaper，themagneticsaturationmodelforsurfacepermanentmagnetsynchronousmotors (SPMSMs)isadoptedtodetecttheinitialrotorposition．Themodelisalsoverifiedbythetransientfiniteelement analysis(FEA)method．Theproposedalgorithmisbasedontheinjectionofhigh一~equency(HF)rotatingvoltage vector，whichproducestheHFcurrentresponse．ThenthisweakHFcurrentisfilteredandamplifiedsignificantly viaahighpassandresonancefilterwhichcanalsoremovetheDCcomponentseffectively．Afterthat．animproved demodulation method is introduced to extractthe usefulinfomr ation including the negative—sequence DC componentandtheironcoresaturationevaluationfunction．Therotordirectionisthenestimatedprimarilyviaa phase．1ockedloop (PLL)withtheextracted negative—sequence componentandthemagneticpolarity is furthermoreconfirmedviainjectingaDCvoltagevectorattheestimatedrotordirectionandcomparingthe saturationevaluationfunctionbeforeandafter．Overa