基于脉冲法实现转子初始定位的方法
全数字伺服系统中电机转子初始定位的方法

全数字伺服系统中电机转子初始定位的方法①胡庆波,胡海兵,吕征宇(浙江大学电气工程学院,杭州310027)摘要:使用增量式光电编码器测量电机位置的伺服系统中,在电机启动时,普遍存在无法准确测量出电机转轴初始位置的问题。
电机的初始位置不仅影响伺服系统的定位精度,而且会对电机的启动性能造成一定的影响。
提出了一种电机初始位置的确定方法,通过输出给定位置的定子电流矢量的方法,可以精确检测出电机初始位置。
实验结果表明,使用该方法进行初始定位时,电机仅有微小的振动,并且电机在定位前后启动性能有较大的提高。
关键词:伺服系统;电流矢量;初始位置中图分类号:TM383 文献标识码:A 文章编号:100328930(2005)0420007204M ethod for M ea sur i ng I n iti a l Position of M otor Rotor of a D ig ita l Servo System HU Q ing2bo,HU H ai2b ing,LU Zheng2yu(Schoo l of E lectrical Engineering,Zhejiang U n iversity,H angzhou310027,Ch ina)Abstract:T he inaccu rate m easu rem en t of in itial po siti on of mo to r ro to r w hen the mo to r starts is a p rob lem ex isting in a servo system app lying increm en t pho to2electricity pu lse coder.T he in itial po siti on of mo to r ro to r no t on ly affects po siti on ing p recisi on,also has effect on start-perfo rm ance.T h is paper p ropo ses a m ethod fo r m easu rem en t of in itial po siti on of mo to r ro to r.T he in itial po siti on can be m easu red accu rately th rough con tro lling a given2po siti on cu rren t vecto r of mo to r stato r.Experi m en tal resu lts verify that the start2 perfo rm ance of mo to r can be i m p roved and the mo to r on ly has som e tiny vib rancy du ring the cou rse of m easu rem en t.Key words:servo system;cu rren t vecto r;in itial po siti on1 前言 交流伺服系统[1,2]广泛应用于数控车床、纺织机械、以及电力系统中的传动控制等领域。
永磁同步电机转子初始位置的检测方法

永磁同步电机转子初始位置的检测方法王冉珺;刘恩海【摘要】In order to resolve the problem, that rotor position inspection depends on motor parameters, and is too complex to calculate current phase which may cause rotor rotated during inspection, a method using high frequency voltage injection to estimate the initial rotor position for permanent magnet synchronous motor( PMSM) is presented. When the rotating high frequency voltage signal was injected into the motor windings, the rotor position could be derived from the phase of maximum of the current response after demodulating it, filtering it and fitting with least squares method. After that, the magnet polarity was identified using magnetic saturation effects. Both simulation and experimental results show that the proposed algorithms can detect rotor initial position without motor parameters and extra hardware while keeping rotor stand still. The average of estimation error is 3. 33 electrical degrees, satisfying the PMSM startup needs.%针对永磁同步电机初始位置检测已有方法依赖电机参数,电流相位提取算法复杂,并在检测过程中会造成转子发生转动等问题,提出一种基于高频电压信号注入检测电机初始位置的方法.该方法通过对高频电压响应的电流进行解调、滤波和最小二乘拟合处理后,再计算出正弦化响应电流最大值时的相位,便得到获取转子初始位置信息,最后利用磁路饱和凸极效应,判定永磁体的极性.仿真及实验结果表明,该方法能准确检测出转子初始位置,不会使转子发生移动,也不需要知道电机的参数,硬件结构简单.位置检测的平均误差为3.33°,可满足永磁同步电机的平稳启动需求.【期刊名称】《电机与控制学报》【年(卷),期】2012(016)001【总页数】5页(P62-66)【关键词】永磁同步电机;转子初始位置;高频注入;磁路饱和;最小二乘【作者】王冉珺;刘恩海【作者单位】中国科学院光电技术研究所,四川成都610209;中国科学院研究生院,北京100039;中国科学院光电技术研究所,四川成都610209【正文语种】中文【中图分类】TM3510 引言在永磁同步电机高性能控制系统中,若在不明确初始位置条件下启动电机,则会出现短暂的转子反转现象,甚至导致启动失败[1]。
基于高频脉冲注入法的开关磁阻电机转子初始位置判定研究

ZHANG Yi,ZHANG W ei,YAO Shu-chun (Electrical engineering college,Zhejiang university,Hangzhou 310027,China)
Abstract:In order to solve the problems of the traditional switched reluctance motor needs to install the ha ll position sensor to determine the initia l position of the rotor,which not only increases the cost of the system hardware,but a l so reduces the anti— seism ic activity of the sys-
较三相 电流响应 幅值 的得 到初 始位置的判定算法 ,在 12/8极 1.5 kW 三相开关磁阻 电机上对该方法 的准确性进行 了试验 。研 究结
果 表明 :相 比于利 用霍尔信号确定初始位置 的方法 ,采用改进后高频注入法 的转 子初 始位 置的判定算法精确 度上提高 了一倍 ,且从
静 止起动到初始给定转速 过程 中无反转或其他过渡过程 ,可实现电机 的平滑起动 。
在 目前 SRM 系 统 的启 动 中 ,通 常采 用霍 尔 位 置传
感器 来获 取转 子初 始 位 置 ,额 外 的 硬件 检 测 设 备 不 仅 增加 了驱 动 系统成 本 和 复 杂度 ,同 时 降低 了整 个 系 统 的可 靠性 ¨1]。 因此 无 霍 尔 位 置 传 感 器 的开 关 磁 阻 电 机 驱动 系统 的研 究 受 到 国 内外 学 者 的关 注 ,文 献 [2] 采用 电流波形 检测 法 ,利 用 增 量 电感所 引起 的相 电流 变化 率解 算 出转子 的位 置 ,但 该 方 法 电感 的计 算 时 间 较 长 ,算 法易 受噪声 信 号 的的影 响 ;文 献 [3]利 用 SRM
脉冲注入法的无刷直流电机转子位置

基于脉冲注入法实现的无刷直流电机转子位置检测摘要:本文提出了一种采用脉冲注入来检测无刷直流电机在静止状态时转子位置的方法。
基于方法依次向定子绕组注入一系列的脉冲,通过脉冲电流的变化对转子位置进行估算。
实验结果表明:该方法不但具有较高的位置检测准确性,同时对电机的参数依赖性低,可以省去电机内部的检测元件,又可以应用到其它电机。
关键词:无刷直流电机转子位置脉冲注入识别AbstractThis paper presents a method to detect the rotor position of Permanent Magnet motors at standstill by using a suitable sequence of voltage pulses. Based on this method, a suitable sequence of voltage pulses is applied to the stator windings. We can estimate the magnets position by the current variation of the pulses. The obtained results show that this method is not only efficient but also need bit of motor parameters,it can omit motor internal examination parts and may be used on other type of motors.Key words: BLDCM Rotor position Pulses injection Recognition引言近年来,由于无位置传感器无刷直流电机(BLDCM)具有调速特性好、无换向火花、无无线电干扰、效率高、寿命长、运行可靠、维护简便等优点,其应用越来越广泛。
无刷电机 脉冲定位原理

无刷电机脉冲定位原理
无刷电机是一种采用电子换向技术来驱动转子的电机,它不需
要使用碳刷来实现换向,因此具有结构简单、寿命长、噪音小等优点。
脉冲定位原理是指利用传感器检测转子位置,通过控制器发送
脉冲信号来驱动电机,从而实现精确定位的原理。
脉冲定位原理的具体步骤如下,首先,无刷电机内置传感器
(比如霍尔传感器)用于检测转子位置。
当控制器接收到来自传感
器的信号时,它会根据信号的变化来确定转子的当前位置。
然后,
控制器会根据所需的转子位置和当前位置之间的差异来生成相应的
脉冲信号。
这些脉冲信号会被发送到电机的驱动器,驱动器会根据
这些脉冲信号来控制电机的转动,使转子达到所需的位置。
脉冲定位原理的核心在于控制器根据传感器反馈的信息来精确
地控制电机的转子位置,从而实现精准的定位。
这种原理使得无刷
电机可以在需要精确定位的应用中发挥重要作用,比如工业机器人、数控机床、医疗设备等领域。
总的来说,脉冲定位原理是利用传感器检测转子位置,通过控
制器发送脉冲信号来驱动无刷电机,从而实现精确定位的原理。
这
种原理的应用使得无刷电机在精密定位和控制方面具有了更广泛的应用前景。
一种永磁同步电机转子初始位置的判断方法

说明书摘要本发明公开一种永磁同步电机转子初始位置的判断方法,步骤是:首先利用脉振高频电压注入法得到初次估计的转子位置,然后在初次估计的交轴上注入一个正方向扰动信号,再估计转子位置,根据估计得到的转速方向判断磁极极性,得到电机转子初始位置。
此种方法可解决脉振高频电压信号注入法检测转子初始位置时磁极极性的收敛问题,无需在直轴上注入正负方向的脉冲电流,可以有效地实现转子初始位置估算。
摘要附图1、一种永磁同步电机转子初始位置的判断方法,其特征在于包括如下步骤:(1)在ˆˆdq -估计同步旋转坐标系的ˆd 轴上注入高频电压信号ˆcos()d mh h uU t ω=,给定ˆq 轴电压ˆ0q u =; (2)检测电机的两相电流,并经过Clarke 和Park 坐标系变换,得到ˆˆdq -估计同步旋转坐标系的ˆq轴电流ˆq i ,并依照以下步骤估计转子的位置和转速:首先,将检测得到的ˆq轴电流ˆq i 乘以调制信号cos()t h u t ω=;然后,对相乘后所得的信号低通滤波,得到ˆq轴电流ˆq i 的幅值信号()f θ∆;最后,对该幅值信号()f θ∆进行PI 调节,得到估计转速ˆω,对估计转速ˆω积分得到估计的转子位置; (3)重复步骤(2),直至估计的转子位置收敛为一恒定值,即为初次估计的转子位置ˆfirstθ; (4)在ˆˆdq -估计同步旋转坐标系的ˆd 轴上注入高频电压信号ˆcos()d mh h uU t ω=,在ˆq 轴注入一个正方向扰动信号,重复步骤(2),直至电机转过一定角度γ,0γ>;(5)根据步骤(3)估计得到的转速方向判断磁极极性,当转速为正时,收敛的磁极极性为N 极,转子初始位置ˆˆ=initial first θθ;当转速为负时,收敛的磁极极性为S 极,转子初始位置ˆˆ=initial firstθθπ+。
2、如权利要求1所述的一种永磁同步电机转子初始位置的判断方法,其特征在于:所述步骤(1)中,采用转子的估计位置ˆθ进行Park 逆变换,获得实际两相静止坐标系下电压的给定值ˆuα和ˆu β。
基于高频脉振信号注入的永磁同步电机转子初始位置辨识

基于高频脉振信号注入的永磁同步电机转子初始位置辨识何忠祥;李明勇;朱磊
【期刊名称】《船电技术》
【年(卷),期】2016(036)003
【摘要】基于高频脉振信号注入的转子初始位置辨识会存在收敛不成功的现象,这直接影响了电机的启动转矩.针对这一现象,本文首先建立了表贴式永磁同步电机在高频信号注入时的数学模型,并对初始位置辨识策略的收敛特性进行了分析,得出位置辨识收敛成功的限制条件,进而提出改进的初始位置辨识算法.仿真分析验证了该文理论分析的正确性和所提方法的有效性.
【总页数】4页(P20-23)
【作者】何忠祥;李明勇;朱磊
【作者单位】武汉船用电力推进装置研究所,武汉430064;武汉船用电力推进装置研究所,武汉430064;武汉船用电力推进装置研究所,武汉430064
【正文语种】中文
【中图分类】TM351
【相关文献】
1.基于旋转高频电压注入的永磁同步电机转子初始位置辨识方法 [J], 杨健;杨淑英;李浩源;张兴
2.基于脉振高频注入法的永磁同步电机初始位置检测优化算法研究 [J], 包广清;王涛
3.高频脉振信号注入永磁同步电机无滤波器初始位置辨识方法 [J], 于安博;刘利;阚
志忠;张纯江
4.基于高频信号耦合注入的内置式永磁同步电机转子初始位置检测方法 [J], 李新旻;陈伟;张国政;王志强;陈炜
5.基于虚拟信号和高频脉振信号注入的无位置传感器内置式永磁同步电机MTPA 控制 [J], 赵文祥;刘桓;陶涛;邱先群
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基于脉振电压法的永磁同步电动机的初始位置检测

电机顺 利 起 动 、 现 高 精 度 控 制 策 略 的 前 提 条 件 。 实 多 圈式绝 对 值 光 学 编 码 器 可 以估 计 出转 子 初 始 位 置 , 价格 高 昂 , 多数伺 服 系统 中仍采 用增 量式 光 但 大
学 编码器 , 这类 编码 器 无 法 在 上 电过程 中估 计 出转 子 的初始 位置 。 因此 必须 要通 过算 法实 现 电始位 置估 计 准确性 是保 证
[— ] 4 5 先采 用 二 分 法 迭代 查 找 初 始 位 置 , 根 据 定 再 论 上精 度可 达到 任 意 高 , 且在 一 定 程 度 上 克服 电流
i ;
子铁心的非线性磁化特性 曲线来判断 N S / 极性 , ! 理
() a
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图 1 转 子 位置 和 电枢 反 应 对 磁 路饱 和 的影 响
÷ e do ・i + t) d( 2 r e i
2高频 脉 振 电压 注入 与信 号 处 理
向于零 , 轴电流的二次谐 波分量趋向于最小值 , 直 估算 出初始位置 的真值 , 而实现 电机 转子的初始定 位。最后 , 从 仿
真结果验证了该方法的有效性 。
关键词 : 永磁 同步 电动机 ; 初始位置 ; 电感饱 和 ; 脉振 电压 法 ; 谐波分量
中图 分 类 号 : M3 1 T 4 文献标识码 : A 文 章 编 号 :0 4 7 1 (0 1 0 - 0 9 0 10 - 0 8 2 l )5 0 2 - 3
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基于脉冲法实现转子初始定位的方法
概述:转子定位是指将转子在电机启动前准确地确定在某个初始
位置上的过程。
脉冲法是一种常用的转子初始定位方法,通过给转子
施加脉冲来确定转子的初始位置。
本文将详细介绍脉冲法的原理、步
骤以及其在转子初始定位中的应用。
1.原理:
脉冲法是基于磁阻检测原理的一种转子初始定位方法。
电机转子
上通常有一组磁铁或磁极,而定子上具有与之相应的磁阻,当磁阻感
应到转子磁极时,会产生一个电脉冲信号。
利用这个电脉冲信号,我
们可以将转子的位置准确定位。
2.步骤:
脉冲法通常需要经过以下步骤来实现转子的初始定位:
1)确定脉冲信号的源:通常,电机的转子上会有一组磁极或磁铁,而定子上会有磁阻。
我们需要确定磁阻对应的位置作为脉冲信号的源。
这一步可通过检测电机的转子结构来确定。
2)检测脉冲信号:在电机启动前,通过传感器检测转子位置对应
的脉冲信号。
这个传感器可以是霍尔传感器、磁性传感器等。
3)信号处理:对检测到的脉冲信号进行信号处理,通常通过计数
或者滤波等方法获得更可靠的转子位置信息。
信号处理的方法会根据
具体的应用场景而不同。
4)判断转子位置:根据信号处理得到的转子位置,判断其是否达
到预设的初始位置。
如果转子位置符合初始位置要求,则定位完成。
3.应用:
脉冲法广泛应用于电机启动过程中的初始定位中,具体应用场景
包括:
1)步进电机:步进电机常见的定位方法之一就是脉冲法。
通过给
步进电机施加相应的脉冲信号,可以将电机的转子准确地定位在指定
的步进位置上。
2)无刷直流电机:无刷直流电机也可以采用脉冲法进行初始定位。
通过检测电机转子的磁铁位置,可以将电机的转子准确定位在相应的
起始位置上。
3)其他转子初始定位:除了步进电机和无刷直流电机外,脉冲法还可以应用于其他任何需要在初始位置准确定位转子的场景中。
只要转子带有磁性磁极,利用脉冲法都可以完成转子的初始定位。
脉冲法在转子初始定位中具有以下优点:
1)准确性:通过脉冲法,可以实现转子位置的高精度定位,保证转子启动时的稳定运行。
2)简便性:脉冲法的实施过程相对简单,不需要过多的设备和复杂的算法。
3)可靠性:脉冲法对于转子的初始定位具有较高的可靠性,适用于不同类型的电机。
总结:
脉冲法是一种常用的转子初始定位方法,利用磁阻检测原理,在电机启动前通过给转子施加脉冲信号来确定转子的初始位置。
脉冲法适用于步进电机、无刷直流电机等电机类型,具有准确性、简便性和可靠性等优点。
在实际应用中,我们可以根据具体的电机结构和需求
选择合适的脉冲法定位方案,以确保转子在启动时能够准确地定位在初始位置上。