王要强 马小勇 秦明 曹冲

摘 要：为实现永磁同步电机（permanent magnet synchronous motor，PMSM）的平稳起动，同时保证电机工作过程中的转子位置检测精度，提出一种PMSM转子位置复合检测和编码器校正方法。在分析正余弦型复合编码器绝对和增量两种工作模式的基础上，首先给出PMSM转子位置的复合检测方法，导出编码器的单向校正方法，并分析其校正误差。根据编码器单向校正误差的对称性，提出编码器的正、反转双向校正方法。结果表明，编码器参考零点标记信号位置校正值与实际相吻合，提出的方法可以保证电机的平稳起动和转子位置检测的精度，并且提出的校正方法同时适用于电机空载和带载的情况。

关键词：永磁同步电机；转子位置；复合检测；编码器校正

DOI：10.15938/j.emc.（编辑填写）

中图分类号：TM 351 文献标志码：A 文章编号：1007 -449X（2017）00-0000-00（编辑填写）

Hybrid detection of rotor position and correction method of encoder for PMSM driving

WANG Yao-qiang， MA Xiao-yong， QIN Ming， CAO Chong

（School of Electrical Engineering， Zhengzhou University， Zhengzhou 450001， China）

Abstract： To make PMSM start smoothly and assure the accuracy of PMSM rotor position detection during the motor working， a method of hybrid detection of PMSM rotor position and encoder correction is proposed. Based on the analysis of two working modes of a sinusoidal hybrid encoder， a method of hybrid detection of PMSM rotor position is firstly presented， on account of which a method for encoder unidirectional correction is proposed， and errors of the unidirectional correction method are analyzed. Considering the symmetry of errors caused by the unidirectional correction method， a method of encoder bidirectional correction is proposed. Results show that the correction value of the reference signal of the encoder coincides with the actual one， and the method of encoder correction is suitable whether PMSM is loaded or not. The proposed method can guarantee PMSM starting smoothly and the high accuracy of PMSM rotor position detection.

Keywords： permanent magnet synchronous motor； rotor position； hybrid detection； encoder correction

0 引 言

近年來，随着电力电子技术、永磁材料和控制理论的发展，永磁同步电机（permanent magnet synchronous motor，PMSM）以其功率密度高、转矩/惯性比高、动态响应快等优点，在工业领域得到了广泛的应用[1-3]。对于PMSM系统，获取准确的电机转子位置是实现其良好控制的前提[4-5]。

PMSM转子位置的获取方式主要包括有位置传感器和无位置传感器两种方法。无位置传感器的方法可以降低系统成本、提高系统可靠性，但存在算法较为复杂[6-7]、对电机参数依赖性强[8-10]等问题。目前有位置传感器的PMSM转子位置获取方法仍处于主流地位。有位置传感器的PMSM转子位置检测从原理上可分为绝对式和增量式两种类型。绝对式转子位置检测方法简单易用，可以获得高精度的电机转子位置信息，但其成本相对较高[11]。……