永磁同步直线电机矢量控制系统中初始寻相和电角度的测定

 摘要：介绍了永磁同步直线电机的结构。根据矢量控制的特点和要求，提出了

一种基于增量式位置传感器的初始寻相和电角度测量方法，并经试验加以验

证。

　　关键词：初始寻相；电角度测定；矢量控制；永磁电机；同步电机；直

线电机；实验

    O  引  言

      永磁同步交流直线电机由于其行程长、推力大、响应快等优点，在机械装

备中越来越受到重视。

　　永磁交流直线电机系统存在多个电磁变量和机械变量，在这些变量之间

存在较强的耦合作用。为了提高控制效果，获得良好的动态调速特性，矢量控

制技术成为永磁直线电机系统中重要的控制手段。

　　对于永磁同步直线电机矢量控制系统，初始寻相和电角度的测量是影响

”

系统性能的关键之一 如果系统上电时无法精确测定电机的初始相位或者在运

行时不能精确测定电机的电角度，系统将无法正确完成直线矢量控制的一系

列算法，导致直线电机运动混乱，甚至无法起动。本文针对这个问题，提出了

一种基于增量式位置传感器的初始寻相和电角度测量方法。

　　1 永磁同步直线电机及其矢量控制系统

      根据永磁体的安装位置，永磁同步直线电机分为表面磁极型和内部磁极

型。用于伺服目的的一般采用表面磁极的结构；其凸极效应很弱，气隙均匀且

有效气隙大。图 1 为其结构简图。

　　在定子表面交错排列着不同极性的铷铁硼磁体。

　　对于永磁同步旋转电机，矢量控制的中的 d 轴方向沿着转子上永磁体的