第１４卷第３期

电

机

与

控

制

学

报

Ｖ０１．１４

Ｎｏ．３

２０１０年３月

ＥＬＥＣＴＲＩＣ

ＭＡＣＨＩＮＥＳ

ＡＮＤ

ＣＯＮＴＲＯＬ

Ｍａｒ．２０１０

改进的永磁同步电机转子初始位置检测方法

周元钧，

蔡名飞

（北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，北京１００１９１）

摘要：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。

关键词：永磁同步电机；转子初始位置；旋转高频注入；非线性磁化特性；Ｎ／Ｓ极极性

中图分类号：ＴＭ

３５１

文献标志码：Ａ

文章编号：１００７—４４９Ｘ（２０ｌｏ）０３—００６８—０５

Ｉｎｉｔｉａｌ

ｒｏｔｏｒ

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１００１９１，Ｃｈｉｎａ）

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Ｏ

引

言

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ｊ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

牧稿日期：２００９—０９—２４

作者简介：用元钧（１９５２一）女，教授，博士生导师，主要研究方向为电源、电力电子、电机及其控制；

蔡名飞（１９８６一）男，硕士研究生，研究方向为电机及其控制。

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