摘要 针对传统永磁同步电机矢量操控过程中，需求精确的转子方位进行坐标轴系改换问题，选用一种根据DSP的永磁同步电机转子方位检测和初始定位的办法。该办法在电机停止时运用改善的磁定位法，经过别离两次输出直流转矩，将转子先牵引出定位盲区，然后固定到预订方位进行转子初始定位;在电机运转后选用改善的 M/T法，以及可变的采样时刻丈量速度和转子方位信息。一起在试验渠道上验证了该办法，试验成果表明该办法能精确定位转子初始方位，电机在低速和高速时能精确测出转子方位信息，且具有必定的牢靠性和有效性。
永磁同步电机的操控战略，例如矢量操控，需求精确的全速规模内的转子方位进行解耦改换。而其间转子初始方位最为重要，初始方位的差错会影响这以后转子方位的核算，然后导致永磁同步电机解耦改换过错，导致无法对电机进行正确操控。针对传统的磁定位法，或许因为电机停止时转子方位坐落定位盲区，一般的直流转矩不能使转子旋转到预订方位，运用改善的磁定位法，经过二次直流转矩定位，精确定位转子初始方位。针对传统的M/T算法存在检测时刻、差错大的问题，运用改善的M/T算法，缩短了核算时刻和提高了核算精度。
1 改善磁定位法原理
磁定位法原理是经过给逆变器宣布直流触发脉冲信号，例如图1脉冲信号为(100)输出给电机定子绕组停止的电流矢量。
其发生的直流转矩会将定子旋转到固定方位，然后完结永磁同步电机的转子初始方位定位，原理如图2所示。
永磁同步电机的电磁转矩公式为
Tem=KFsFrsinθsr (1)
式中，Fs为定子磁势;Fr为转子磁势;K为由电机参数决议的常数;θsr为转子磁势和定子磁势的夹角。
由式(1)可知，电磁转矩将使电机转子向θsr减小的方向旋转，直到电磁转矩与电机固有转矩到达安稳的平衡点。最终使转子D轴与电机A轴重合，完结转子的预订位。但转子方位在预订前是随机的，当施加电压矢量为直轴负方向时，θsr=90°，电磁力矩Tem则等于0。转子的磁定位会因为转子不滚动而失利。
为了防止转子方位坐落上述的定位盲区，运用二次定位。在转子预订位前，在与预订方位相差90°的方位施加一个电压矢量，使转子方位脱离上述定位盲区，然后再施加原定的电压矢量，将已脱离定位盲区的转子定位到预订方位，完结转子的预订位操作。
2 变M/T法原理
增量式光电编码器旋转一圈会宣布A相、B相和Z相3路脉冲。其间，A相和B相为两路正交脉冲信号，Z相脉冲等于编码器旋转圈数。其输出波形如图3所示。
M/T法原理为测周期/频率法，原理是在检测时刻和此刻刻内编码器宣布的脉冲个数。设1个时问距离为Tg，Tg后检测到的第1个编码器脉冲停止DSP的内部脉冲计数器，计此刻脉冲计数器值为m2，并用m2来丈量检测时刻T，且
T=Tg+△T (2)
设N为编码器旋转一周宣布的脉冲数;m1为T时刻内编码器宣布的脉冲数;X为T时刻内电机转过的视点位移，及
X=2πm1/N (3)
则电机转速可表示为
但上述M/T法存在检测信号时刻过长，检测差错大的问题，针对此问题，提出了变M/T法。其原理是在检测高频时钟脉冲和编码器信号脉冲的一起，选用随编码器宣布脉冲信号而改变的时刻Tg。取Tg=m3/fc，m3不含△T时刻内的高频脉冲个数。则电机转速可表示为
n2=60m1fc/m3N (6)
转子方位信息可推导为
θ=θ0/p+(n2Tg/60)·2π (7)
其间，θ0为电机的转子初始方位;p为电机极对数。式(7)可化简为
θ=θ0/p+2πm1/N (8)
该办法在高速和低速情况下，检测精度与检测时刻均优于传统M/T法。
3 试验
试验选用的DSP为TI公司的TMS320F28335，永磁同步电机的额定功率为500 W，极对数为4，编码器为2 500线。试验渠道如图4所示。
全速规模的转子方位定位体系框图如图5所示。
电机停止时，经过运用DSP输出PWM波给三相逆变器，使其输出两次直流电压进行二次定位，将转子方位牵引到预订方位。电机运转时，DSP的事情管理器捕获编码器输出的A相和B差分相脉冲信号核算出转子实践方位，然后进行转速和转子方位的检测。整个体系的软件流程图如图6所示。
电机停止时进行转子初始定位输出的A相和B相电流值如图7所示。
图8为经PARK改换后的励磁电流值，发生的励磁转矩将使电机旋转到固定方位，在试验中设定为0.75，即相位为270°，或-90°，电机此刻处于-90°下的固定转矩电流效果下，然后找到相位的初始方位。
电机发动后，转速为300时的转子方位和A相电流如图9所示。
电机在300转速时的励磁电流和实时速度如图10所示。
由图9和图10可得出，变M/T法能在电机低速时精确的检测出转子方位信息，并能较好地核算出实时转速。
图11为电机转速为1 200时的转子方位和A相电流图。
1 200转时励磁电流和实时转速，如图12所示。.
由图11和图12可得出，变M/T法在电机高速时也能精确地检测出转子方位信息，并能较好地核算出实时转速。比照转速300 r·s-1和1 200 r·s-1的试验成果可知，该办法在电机低速和高速时均能较好地测得转子方位和转速。
图13为电机转速图，该办法检测的转子初始方位和运转时转子方位能满意永磁同步电机的矢量操控需求，电机起动快速，在300转和1 200转均能安稳、牢靠的运转。
4 结束语
试验成果表明，该办法在电机停止时能很好地进行转子初始方位定位。在电机低速和高速运转时，均能较好地检测出转子方位信息，其反应转子方位信息能使电机进行正常的矢量操控。
