PMSM轉(zhuǎn)子初始位置檢測分析及起動策略

王要強(qiáng)，馬小勇，程志平，張志強(qiáng)

（鄭州大學(xué) 電氣工程學(xué)院，河南 鄭州 450001）

0 引言

永磁同步電機(jī)PMSM（Permanent Magnet Synchronous Motor）具有功率密度高、結(jié)構(gòu)簡單以及調(diào)速性能好等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用［1-3］。為了完成永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩控制，需要得到精確的PMSM轉(zhuǎn)子位置［4］。

目前PMSM轉(zhuǎn)子位置獲取方式主要包括有位置傳感器和無位置傳感器2種。前者依靠位置傳感器完成轉(zhuǎn)子位置檢測，后者通過電流、電壓信號估算出轉(zhuǎn)子位置?；跓o位置傳感器的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置獲取方法可以降低系統(tǒng)成本、提高系統(tǒng)可靠性［5］，近年來得到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。但由于無位置傳感器方法存在算法較為復(fù)雜［6-7］、在電機(jī)靜止或低速時不能準(zhǔn)確檢測轉(zhuǎn)子的位置［8］且對電機(jī)參數(shù)依賴性強(qiáng)［9］等問題，目前有位置傳感器的轉(zhuǎn)子位置檢測方法仍處于主流的地位。

對于有位置傳感器的PMSM轉(zhuǎn)子位置檢測方法，常用的傳感器主要有旋轉(zhuǎn)變壓器、絕對式編碼器和增量式編碼器等。旋轉(zhuǎn)變壓器的體積較大，且其低速響應(yīng)不理想，而高分辨率的絕對式編碼器的價格普遍較貴［10］，因此增量式編碼器在PMSM控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用［11］。在基于增量式編碼器的PMSM控制系統(tǒng)中，如何準(zhǔn)確地檢測轉(zhuǎn)子初始位置是電機(jī)能夠平穩(wěn)起動的關(guān)鍵，也是這類PMSM控制系統(tǒng)的難題。

文獻(xiàn)［12-13］采用恒壓頻比控制的方法，在定子繞組內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的電壓矢量來起動電機(jī)。該方法具有不依賴電機(jī)參數(shù)、算法簡單等優(yōu)點(diǎn)，但在電機(jī)起動過程中易出現(xiàn)過流的問題。文獻(xiàn)［14］向PMSM定子繞組通入一系列方向已知的電流矢量，并根據(jù)增量式編碼器輸出的正交脈沖信號來判斷轉(zhuǎn)子初始位置。當(dāng)編碼器不再輸出正交脈沖信號時，對應(yīng)的定子電流矢量方向即為PMSM轉(zhuǎn)子磁場方向。該方法可為PMSM起動提供確定的轉(zhuǎn)子初始位置信息，但對編碼器的分辨率要求較高，且抗干擾能力較差。文獻(xiàn)［15-16］在PMSM定子繞組內(nèi)產(chǎn)生低速旋轉(zhuǎn)的電流矢量，在該矢量的作用下，轉(zhuǎn)子最終被拉至角度已知的位置。該方法可以準(zhǔn)確地檢測出轉(zhuǎn)子的初始位置，但其檢測過程較為復(fù)雜，且耗時較長，不利于電機(jī)的快速起動。

本文首先從定子電流矢量的角度預(yù)定位PMSM轉(zhuǎn)子，并導(dǎo)出定子電流矢量的產(chǎn)生方法，獲取確定的轉(zhuǎn)子位置信息。然后，提出基于轉(zhuǎn)子預(yù)定位的PMSM起動策略，并在起動過程中校正增量式編碼器。仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了理論分析的正確性和所提方法的有效性。

1 PMSM模型

圖1為PMSM的物理模型，圖中極對數(shù)pn=1。將三相繞組的軸線方向分別定義為A軸、B軸和C軸；將轉(zhuǎn)子磁場方向定義為d軸，垂直于轉(zhuǎn)子磁場方向定義為q軸。將轉(zhuǎn)子磁場方向（d軸）與A軸的夾角θ定義為轉(zhuǎn)子電氣角度。假定三相定子繞組星形連接，流入三相定子繞組的電流為：

其中，iA、iB及iC為三相定子電流；Im為定子電流矢量Is的幅值；ω為定子電流矢量的旋轉(zhuǎn)角速度。

圖1 永磁同步電機(jī)物理模型Fig.1 Physical model of PMSM

兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的PMSM數(shù)學(xué)模型為：

其中，ud、uq為定子電壓；Rs為定子電阻；id、iq為定子電流；Ld、Lq為定子電感；ωr為轉(zhuǎn)子機(jī)械角速度；ψf為永磁磁鏈；Te為電磁轉(zhuǎn)矩；TL為負(fù)載轉(zhuǎn)矩；J為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量；B為粘滯摩擦系數(shù)。

2 轉(zhuǎn)子初始位置檢測

2.1 轉(zhuǎn)子預(yù)定位

在電機(jī)起動前，轉(zhuǎn)子位置未知的情況下，若PMSM驅(qū)動器在定子繞組通入方向及大小均恒定的定子電流矢量，該電流矢量產(chǎn)生的磁場與轉(zhuǎn)子磁場的相互作用會使得轉(zhuǎn)子被拉至某個固定位置后靜止，該位置由定子電流矢量的方向來決定。如果能夠探知兩者之間的關(guān)系，即可在電機(jī)起動前實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子位置由未知狀態(tài)到已知狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，這樣就完成了轉(zhuǎn)子初始位置檢測，該過程在此稱為PMSM起動前的轉(zhuǎn)子預(yù)定位。

在電機(jī)起動前，不同方向的恒定定子電流矢量可將轉(zhuǎn)子預(yù)定位至不同的固定位置。本文以轉(zhuǎn)子被預(yù)定位至電氣角度為零度的位置（以下簡稱“零度位置”）為例，分析預(yù)定位過程中恒定定子電流矢量的方向與轉(zhuǎn)子位置之間的關(guān)系。

由式（1）所示的三相定子電流關(guān)系可知，當(dāng)iA為最大值Im時，iB和iC為-Im／2。此時，三相定子電流矢量如圖2所示。由于IB和IC關(guān)于A軸對稱，定子電流合矢量方向與A軸同向，如圖2中I0所示，定子磁動勢f0與定子電流矢量I0同向。

圖2 A相電流最大時的定子電流矢量與磁動勢Fig.2 Stator current vectors and magnetomotive force when maximum iAis achieved

在此約定，磁動勢方向由定子指向轉(zhuǎn)子時，該極為定子磁場的N極；磁動勢方向由轉(zhuǎn)子指向定子時，該極為定子磁場的S極。由此可得，定子電流矢量I0產(chǎn)生的理想定子磁場的磁極如圖3中虛線框部分所示。

圖3 PMSM轉(zhuǎn)子預(yù)定位至零度位置示意圖Fig.3 Schematic diagram of pre-locating PMSM rotor to zero-position

假設(shè)此后三相定子電流不再變化，即定子電流矢量恒為I0，那么在圖3所示的定子磁場的持續(xù)作用下，轉(zhuǎn)子的磁場方向?qū)⑴cA軸重合，即轉(zhuǎn)子被預(yù)定位至零度位置。

2.2 定子電流矢量I0的產(chǎn)生

在轉(zhuǎn)子被預(yù)定位至零度位置的過程中，如何產(chǎn)生圖2所示的恒定定子電流矢量I0是關(guān)鍵。定子電流矢量I0是三相定子電流分量的合矢量，在產(chǎn)生該定子電流矢量時，三相定子電流關(guān)系為：

經(jīng)過式（7）和式（8）所示的 CLARKE 變換和PARK變換后，三相靜止坐標(biāo)系下的定子電流可等效至同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系。

由于在定子電流矢量I0的作用下，轉(zhuǎn)子最終被預(yù)定位至零度位置，因此式（8）中θ設(shè)為零度，此時結(jié)合式（6）—（8）可得：id=Im，iq=0。

由此可見，在d-q坐標(biāo)系下，控制id為定值、iq為零，且將轉(zhuǎn)子電氣角度給定為零度，即可產(chǎn)生恒定的定子電流矢量I0。

考慮到轉(zhuǎn)子磁場定向的PMSM矢量控制策略可在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下實(shí)現(xiàn)d、q軸定子電流的控制，這為恒定定子電流矢量I0的產(chǎn)生提供了條件。對應(yīng)的PMSM矢量控制策略框圖如圖4所示，圖中n*表示電機(jī)的給定轉(zhuǎn)速，通過坐標(biāo)變換將控制過程中的交流量變?yōu)橹绷髁?，利用電流環(huán)和速度環(huán)的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的控制。

圖4 PMSM矢量控制策略框圖Fig.4 Block diagram of vector control strategy for PMSM

由于電流環(huán)可將同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的電流維持在定值，故對上述控制策略做如下修改：去除速度環(huán)，保留電流環(huán)，且電流環(huán)給定為并將轉(zhuǎn)子的電氣角度設(shè)定為零度。修改后的矢量控制策略框圖如圖5所示。根據(jù)修改后的控制框圖的電流環(huán)的調(diào)節(jié)作用，即可在定子繞組內(nèi)產(chǎn)生恒定的定子電流矢量I0。

圖5 修改的矢量控制策略框圖Fig.5 Block diagram of modified vector control strategy

2.3 轉(zhuǎn)子初始位置檢測分析

在轉(zhuǎn)子被預(yù)定位至零度位置的過程中，PMSM控制系統(tǒng)處于“預(yù)定位進(jìn)行狀態(tài)”；在轉(zhuǎn)子被預(yù)定位至零度位置后，PMSM控制系統(tǒng)處于“預(yù)定位完成狀態(tài)”。根據(jù)上述2種狀態(tài)對基于預(yù)定位方法的轉(zhuǎn)子初始位置檢測過程進(jìn)行分析。

在預(yù)定位完成狀態(tài)下，定子電流矢量為I0且方向恒定，其在q軸分量iq為零。

a.電磁轉(zhuǎn)矩：由式（4）可知，PMSM電磁轉(zhuǎn)矩與iq成正比，由于此時iq為零，故電磁轉(zhuǎn)矩為零。

b.反電勢：轉(zhuǎn)子預(yù)定位完成后，電機(jī)不再轉(zhuǎn)動，故其輸出的反電勢為零。

c.定子電流：在預(yù)定位完成狀態(tài)下，三相定子電流關(guān)系應(yīng)如式（6）所示。

在預(yù)定位進(jìn)行狀態(tài)下，id和iq是變化的，id趨于定值，iq趨于零，定子電流矢量不斷趨近I0。

a.電磁轉(zhuǎn)矩：在預(yù)定位進(jìn)行狀態(tài)下，由于轉(zhuǎn)子初始位置是未知的，故其運(yùn)動方向未知；iq雖然最終趨近于零，但其變化過程是不確定的；電磁轉(zhuǎn)矩的變化過程也不確定，但其亦呈趨于零的趨勢。

b.運(yùn)動過程：在預(yù)定位進(jìn)行狀態(tài)下，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速由零開始逐漸增大，而后減小為零。

c.反電勢：在預(yù)定位進(jìn)行狀態(tài)下，轉(zhuǎn)子由于運(yùn)動產(chǎn)生了反電勢。設(shè)電機(jī)的反電勢常數(shù)為Ke，反電勢E與轉(zhuǎn)速n的關(guān)系為：

由式（9）可知，反電勢與轉(zhuǎn)速成正比，故反電勢的變化趨勢亦為先增大后減小。

3 基于轉(zhuǎn)子預(yù)定位的起動策略

一般而言，通過轉(zhuǎn)子預(yù)定位檢測出轉(zhuǎn)子的初始位置后，結(jié)合相應(yīng)的控制策略，即可完成電機(jī)的起動。但是對于采用增量式編碼器的PMSM控制系統(tǒng)，在電機(jī)起動過程中，不但要進(jìn)行轉(zhuǎn)子初始位置的檢測，而且需要對編碼器進(jìn)行校正。

在采用增量式編碼器的PMSM控制系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，編碼器輸出2路正交脈沖信號和1路單脈沖信號。其中，2路正交脈沖信號分別記為信號A和信號B，其脈沖個數(shù)均為N，稱為編碼器的線數(shù)；單脈沖信號記為Z信號。

在實(shí)際應(yīng)用中，對正交脈沖信號一般采用雙邊沿檢測，因此轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周，編碼器輸出的正交脈沖信號的總數(shù)為4N。若在轉(zhuǎn)子電氣角度為零度時，開始對正交脈沖信號進(jìn)行計(jì)數(shù)，在某時刻，脈沖計(jì)數(shù)值為C0，則此時轉(zhuǎn)子電氣角度θe為：

其中，pn為轉(zhuǎn)子極對數(shù)。

為消除因正交脈沖信號計(jì)數(shù)缺失等因素造成的式（10）中θe的累積誤差，避免電機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)過流、過熱等問題，一般需在檢測到Z信號時對脈沖計(jì)數(shù)器進(jìn)行重新計(jì)數(shù)。但由于安裝誤差和運(yùn)輸過程中的振動等因素，Z信號所在位置的電氣角度常常不為零度，即Z信號所在位置與A軸不重合。為保證轉(zhuǎn)子位置檢測的準(zhǔn)確性，必須獲取Z信號與A軸的夾角，即進(jìn)行編碼器校正。

設(shè)Z信號與A軸之間的機(jī)械偏差角為θZ，如果檢測到Z信號后某時刻的脈沖計(jì)數(shù)值為C1，則轉(zhuǎn)子電氣角度θe可描述為：

設(shè)偏差角θZ對應(yīng)的脈沖個數(shù)為CZ，則兩者之間的關(guān)系為：

為便于說明，將CZ定義為“編碼器校正值”。

圖6給出了PMSM起動策略的工作流程圖，可在獲取轉(zhuǎn)子初始位置的同時，完成編碼器的校正，主要包含如下3個步驟。

a.轉(zhuǎn)子初始位置檢測。

在轉(zhuǎn)子位置未知的情況下，根據(jù)圖5所示的控制框圖，產(chǎn)生恒定的定子電流矢量I0，將轉(zhuǎn)子預(yù)定位至零度位置。這樣，轉(zhuǎn)子的位置就由未知狀態(tài)變?yōu)橐阎獱顟B(tài)，從而獲取了轉(zhuǎn)子初始位置。

b.Z信號獲取前的轉(zhuǎn)子電氣角度計(jì)算。

在完成轉(zhuǎn)子預(yù)定位后，其電氣角度為零度，符合式（10）的前提，此時對脈沖計(jì)數(shù)器清零。在檢測到Z信號之前，根據(jù)脈沖計(jì)數(shù)值與式（10）即可準(zhǔn)確獲得在這一過程中的轉(zhuǎn)子電氣角度。

c.獲取編碼器校正值。

在首次檢測到Z信號時，記錄此時的脈沖計(jì)數(shù)值，該值即為編碼器校正值，結(jié)合式（12）可計(jì)算出Z信號與A軸的機(jī)械偏差角，從而完成編碼器校正。此后，根據(jù)式（11）計(jì)算轉(zhuǎn)子電氣角度。

圖6 基于轉(zhuǎn)子預(yù)定位的PMSM起動策略Fig.6 PMSM startup strategy based on pre-located initial rotor position

在上述起動策略中，PMSM控制系統(tǒng)的起動將經(jīng)歷轉(zhuǎn)子預(yù)定位進(jìn)行、轉(zhuǎn)子預(yù)定位完成、編碼器校正及正常工作4個階段。

4 仿真分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

4.1 仿真分析

根據(jù)提出的起動策略，搭建采用增量式編碼器的PMSM控制系統(tǒng)與電機(jī)起動仿真模型，進(jìn)行仿真研究。永磁同步電機(jī)的參數(shù)為：定子相電阻2 Ω；定子相電感 8.35×10-4H；轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量 1×10-3kg·m2；極對數(shù)4；轉(zhuǎn)矩系數(shù)1.05 N·m／A。增量式編碼器的參數(shù)為：線數(shù)為2500，采用雙邊沿檢測方式，即轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一周輸出的脈沖總數(shù)為10000；Z信號與A軸夾角設(shè)定為4π／3（可為0～2π之間的任意值），對應(yīng)的編碼器校正值為6667。

仿真條件為：轉(zhuǎn)子初始電氣角度為π／2（可為0～2π之間的任意值）；完成轉(zhuǎn)子預(yù)定位前，采用圖5所示的控制策略，產(chǎn)生恒定的定子電流矢量；完成轉(zhuǎn)子預(yù)定位后，控制策略轉(zhuǎn)為圖4所示的矢量控制策略，電機(jī)轉(zhuǎn)速給定值為1000 r／min。

圖7為PMSM轉(zhuǎn)子電氣角度仿真波形。圖中，虛線框①對應(yīng)轉(zhuǎn)子預(yù)定位進(jìn)行階段（0～0.05973 s），轉(zhuǎn)子的電氣角度從初始設(shè)定值π／2逐漸變?yōu)?；虛線框 ②對應(yīng)轉(zhuǎn)子預(yù)定位完成階段（0.05973～0.1 s），轉(zhuǎn)子的電氣角度維持為零度不變；虛線框③和④分別對應(yīng)編碼器的校正階段（0.1～0.1436 s）與 PMSM 起動完成后（0.1436～0.3 s）的正常工作階段。 由圖可知，提出的PMSM起動策略可以將轉(zhuǎn)子初始位置預(yù)定位至零度，并能準(zhǔn)確獲取轉(zhuǎn)子電氣角度。

圖7 轉(zhuǎn)子電氣角度波形Fig.7 Waveform of electrical angle of PMSM rotor

圖8為編碼器校正值CZ的仿真曲線。圖中，t=0.1436s時，編碼器輸出Z信號，得到的CZ值為6667。由圖可知，校正結(jié)果與設(shè)定值相等，提出的起動策略能夠準(zhǔn)確地完成編碼器的校正。

圖8 編碼器校正值Fig.8 Value of encoder correction

圖9描述了PMSM三相定子電流的變化情況。其中，圖9（a）為轉(zhuǎn)子預(yù)定位進(jìn)行、轉(zhuǎn)子預(yù)定位完成、編碼器校正和PMSM起動完成后正常工作4個階段的三相定子電流，圖9（b）為轉(zhuǎn)子預(yù)定位進(jìn)行和完成階段PMSM三相定子電流的放大波形。由圖可以看出，轉(zhuǎn)子預(yù)定位進(jìn)行階段（虛線框①）下的三相定子電流是動態(tài)變化的，其變化趨勢趨于定值；轉(zhuǎn)子預(yù)定位完成階段（虛線框②）下的三相定子電流為定值，且數(shù)值關(guān)系上滿足式（6），從而驗(yàn)證了前文定子電流矢量I0的產(chǎn)生及其與轉(zhuǎn)子預(yù)定位角度間的關(guān)系分析是正確的。PMSM起動完成后三相定子電流穩(wěn)定在正弦狀態(tài)且曲線平滑，這是以PMSM轉(zhuǎn)子位置的準(zhǔn)確獲取為前提的，起動策略中的編碼器校正環(huán)節(jié)保證了轉(zhuǎn)子位置的準(zhǔn)確獲取。

圖9 PMSM三相定子電流波形Fig.9 Three-phase waveforms of PMSM stator current

圖10為兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的PMSM定子電流變化情況。其中，圖10（a）描述了從t=0 s時刻電機(jī)靜止到起動完成后正常工作整個過程的情況，圖10（b）為轉(zhuǎn)子預(yù)定位進(jìn)行階段（虛線框①）和預(yù)定位完成階段（虛線框②）的定子電流放大圖。由圖可以看出，在預(yù)定位進(jìn)行階段，d-q坐標(biāo)系下的定子電流動態(tài)變化，并在預(yù)定位完成后穩(wěn)定在定值且定子電流矢量與d軸保持同向。PMSM起動完成后，定子電流在矢量控制策略的作用下仍為定值，但定子電流矢量與q軸保持同向。

圖10 d-q坐標(biāo)系下的PMSM定子電流Fig.10 PMSM stator current waveforms in d-q frame

圖11給出了PMSM的轉(zhuǎn)速波形。圖中，在轉(zhuǎn)子預(yù)定位進(jìn)行階段（虛線框①），轉(zhuǎn)子首先進(jìn)行加速度逐漸減小的加速運(yùn)動，而后進(jìn)行加速度逐漸增大的減速運(yùn)動，并最終在轉(zhuǎn)子預(yù)定位完成時，電機(jī)的轉(zhuǎn)速降為零，轉(zhuǎn)子處于靜止?fàn)顟B(tài)，這里與前文預(yù)定位過程的轉(zhuǎn)子運(yùn)動分析是一致的。PMSM得到起動指令后轉(zhuǎn)速快速攀升至給定值1000 r／min，并維持不變，在這一過程中，首先進(jìn)行編碼器校正，從而為電機(jī)正常工作提供準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)子位置信息，提出的起動策略保證了電機(jī)的平穩(wěn)起動與可靠運(yùn)行。

圖11 PMSM轉(zhuǎn)速波形Fig.11 Rotational speed waveform of PMSM

4.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

為進(jìn)一步驗(yàn)證理論分析與提出的策略，搭建永磁同步電機(jī)驅(qū)動控制實(shí)驗(yàn)平臺，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。平臺以TMS320F2812為主控芯片，主電路采用三相電壓源逆變器，電機(jī)及增量式編碼器參數(shù)與仿真一致。逆變器開關(guān)頻率為10 kHz，直流母線電壓為515 V，轉(zhuǎn)速給定值為1000 r／min。為保證通用性，編碼器的校正值未知，且在電機(jī)起動前，首先將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)至任意某一位置，然后基于提出的策略起動電機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

圖12為轉(zhuǎn)子電氣角度的實(shí)驗(yàn)波形。圖中，虛線框①、②和③分別對應(yīng)轉(zhuǎn)子預(yù)定位進(jìn)行階段、轉(zhuǎn)子預(yù)定位完成階段、編碼器校正及PMSM正常工作階段。由圖可以看出，在電機(jī)起動前，轉(zhuǎn)子經(jīng)過預(yù)定位過程后，被拉至零度位置，電氣角度歸零，并維持不變，為編碼器的校正提供基準(zhǔn)。

圖12 轉(zhuǎn)子電氣角度實(shí)驗(yàn)波形Fig.12 Experimental waveform of electrical angle of PMSM rotor

圖13為編碼器校正值的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖中，轉(zhuǎn)子預(yù)定位完成后，在檢測到Z信號前的編碼器校正值為零；檢測到Z信號后可以得到編碼器校正值為4105。結(jié)合圖12（虛線框③）可以看出，轉(zhuǎn)子電氣角度均勻變化，得到的編碼器校正值保證了轉(zhuǎn)子電氣角度的準(zhǔn)確檢測，電機(jī)能夠平穩(wěn)起動。

圖13 編碼器校正實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.13 Experimental result of encoder correction

圖14 PMSM轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)曲線Fig.14 Experimental curve of PMSM speed

圖14為PMSM轉(zhuǎn)子預(yù)定位、編碼器校正以及正常工作整個過程的轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)曲線。由圖可以看出，在轉(zhuǎn)子預(yù)定位過程中，轉(zhuǎn)子經(jīng)過加速、減速運(yùn)動后靜止；得到起動指令后，轉(zhuǎn)速增加并最終維持在給定值1000 r／min，這是以圖12中轉(zhuǎn)子電氣角度的準(zhǔn)確檢測為基礎(chǔ)的，同時也驗(yàn)證了圖13中編碼器校正結(jié)果的正確性。

5 結(jié)論

本文闡述了基于轉(zhuǎn)子預(yù)定位的PMSM轉(zhuǎn)子初始位置檢測方法，導(dǎo)出了定子電流矢量的產(chǎn)生方法，并提出了一種基于增量式編碼器的PMSM起動策略。結(jié)果表明，該起動策略能將電機(jī)轉(zhuǎn)子預(yù)定位至零度位置，確定電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始位置，并完成編碼器的校正，獲取精確的轉(zhuǎn)子電氣角度，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的平穩(wěn)起動與可靠運(yùn)行。另外，所提策略與分析方法也可以為解決其他電機(jī)類型的位置檢測與起動問題提供借鑒。

參考文獻(xiàn)：

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