无位置传感器永磁同步电机转子初始位置估计算法

"内置式永磁同步电机转子初始位置估计方法 (2010年)：针对无位置传感器永磁同步电机（PMSM）在起动运行时遇到的困难，该研究提出了一种基于混合信号注入的转子磁极初始位置估计方法。通过注入高频旋转电压信号来检测磁极位置，并利用PI跟踪观测器控制磁极位置误差信号，当误差减小至零时获取磁极位置的初步判断值。接着，通过向定子绕组注入两个方向相反的脉冲电压矢量，根据直轴电流的比较判断磁极极性，从而校正初步判断值，最终得到转子的初始位置估计。这种方法在22kW内置式永磁同步电机上进行了实验验证，平均估计误差为4.6°。关键词包括永磁同步电机、转子初始位置估计、混合信号注入、高频旋转电压信号和脉冲电压矢量。" 本文是工程技术领域的论文，主要关注无位置传感器的永磁同步电机（PMSM）的控制系统。在PMSM的启动和运行过程中，确定转子的初始位置是一项挑战，因为缺少位置传感器。为此，作者提出了一种创新的解决方案，即基于混合信号注入的转子磁极初始位置估计方法。 首先，该方法利用高频旋转电压信号注入到电机系统中，这有助于检测转子的位置。这种高频信号能够穿透电机内部，提供有关磁极位置的信息。接下来，设计了一个PI跟踪观测器来控制由磁极位置误差信号构建的控制方案。PI控制器的作用是调整误差，当误差信号减小到零时，可以得出磁极位置的初步估计。 然后，利用这个初步估计的磁极位置作为矢量角度，向定子绕组注入两个方向相反的脉冲电压矢量。通过比较这两个脉冲在直轴（d轴）产生的电流大小，可以有效地判断出磁极的极性。如果d轴电流一个增大而另一个减小，那么可以推断出磁极的正负极性。这一过程对初步位置估计进行了校正，从而提高了转子初始位置的准确性。 在实际应用中，这种方法在一台22kW的内置式永磁同步电机上进行了实验，结果显示转子位置电角度的平均估计误差仅为4.6°，表明该方法具有较高的精度和实用性。 这篇论文介绍的估计方法解决了无位置传感器永磁同步电机起动时的定位难题，为电机控制系统的优化提供了新的思路。通过混合信号注入和精确的电流比较，实现了高效且可靠的转子位置估计，对于提高电机性能和控制效率具有重要意义。