永磁同步电机控制系统中的位置解码研究

• 作 者: 王涛
• 发表日期: 2014年期
• 关键词: 永磁同步电机 旋转变压器 转子位置测量 电机控制

自动化技术的发展日新月异，伴随着它的进步，电动机技术也在不断发展，使用电动机的产品越来越多，电动机作为驱动源是各个产业领域不可缺少的。电动机一般是作为被控制对象的驱动源(执行器)，可以把它看作一个信号传输系统。在闭环系统中，反馈对系统准确性有至关重要的作用。其中，电机转子位置检测是电机控制系统的反馈环节的重要部分，直接影响电动机的工作表现。本文选择了永磁同步电机作为实验载体，介绍了两种电机控制方法，直接转矩控制和矢量控制，并详细阐述了矢量控制的原理。在电机控制器主控芯片的选择中，本文选择了型号为TMS320F2812的DSP芯片，DSP被大量应用在电机控制器中作为主控芯片，具有很好的性价比。在解码研究部分，本文对比编码器和旋转变压器，由于旋转变压器的性能出色，所以本文选用了多摩川公司的旋转变压器作为位置传感器。接着本文研究了电机转子信号解码芯片，并给出了硬件解码的实验结果。和硬件解码相比，软件解码有成本低，故障率低等优点，在DSP作为控制器主控芯片的基础上，本文也采用了DSP作为软件解码的解码器。在软件解码方案中，本文设计了详细的外围电路和信号算法。经过对两种解码方案的深入研究，通过理论和实验结果进行对比，可以看出，硬件解码和软件解码可以满足系统精度要求，但是在高转速时硬件解码的表现略好，考虑成本以及可靠性等因素，在转速不高的情况下，软件解码是更好的选择。另外，这种控制方案也同样可以应用到其他电机需要位置解码的情况下。