如何改进永磁同步电机转子初始位置检测方法解决传感器的启动问题

　　为了解决新型无位置传感器永磁同步电机的起动问题，提出了一种在电机静止状态下检测转子位置的新方法。该方法在算法上改进了传统的旋转高频电压注入法，使得可以更为快速、准确的检测出转子初始 d 轴位置。并且针对传统旋转高频电压注入法无法检测出转子永磁体极性问题，在 d-q 旋转坐标系下，通过分析永磁同步电机 d 轴磁链和定子电流之间的关系，利用 d 轴电流的泰勒级数展开，提出了根据定子铁芯非线性磁化特性获得判别 N/S 极极性信息的新方案，并建立了系统仿真模型。仿真结果验证了这种方法的有效性和可行性。此方法同样适用于永磁同步电机在中、低速时的转子位置检测。

　　永磁同步电机高精确度、高动态性能的速度、位置控制，都需要准确的转子位置信息。如果位置检测误差较大，会导致电机不能正常起动、运行。传统方法是通过机械式传感器来测量转子的速度和位置。但机械式传感器减低了系统的可靠性，增加了系统的成本;同时传感器对环境有着严格的要求，电磁干扰、温度、湿度、振动对他的测量精确度都有影响。特别针对某些航空伺服电机，长期工作在恶劣、复杂的环境中，所以研究无位置传感器不仅可以减少航空电机成本，而且可以减少不必要的引线，将大大提高整个系统的可靠性。

　　最简单的无位置传感器控制方法是提出的基于对检测到的电机反电动势进行积分，这种方法虽然简单，但是在零速或低速阶段因为反电动太小，难以检测而失败。后来又提出了高频注入法，其主要思想是用电机固有的空间凸极或凸极效应可以实现对转子位置的检测，这种方法与转速没有直接关系，有效克服了反电动势法的缺陷。提出通过处理电流高频响应，采取求导取极值计算电机的初始位置，但这种方法存在震荡现象，高频电流也会因滤波器移相导致检测误差，并且也没有给出电机 N/S 极极性检测方法。提出在电机中注入幅值相同、方向不同的系列脉冲，检测并比较相应电流的大小来估计转子的位置。这种方法可行但是对注入脉冲的电压幅值和时间控制要求比较高，操作复杂，检测时间过长。通过注入高频信号引起 PMSM 的 d － q 轴磁链饱和程度差异实现初始位置检测，这种方法高频电流信号提取复杂，容易带来计算误差，难以做到转子位置的实时检测跟踪。所使用的电机经过特殊设计，不具普遍性，仅适用于理论研究。