如何实现复合式光电编码器PMSM的启动方法

　　简述了复合式光电编码器的工作原理，针对现有永磁同步电机转子位置检测方法的不足，提出了使用复合式光电编码器对永磁同步电机转子初始位置检测及电机启动的方法，并通过以数字信号处理器（DSP）为核心的实验平台进行实验，实验结果表明，该方法可以满足实际使用的要求，实现了电机可靠启动、运行。

　　永磁同步电机（ PMSM）以其高效率、结构紧凑、易维护和调速性能好等一系列优点得到越来越广泛的应用。在永磁同步电机传动系统中，电机转子位置检测与初始定位是系统构成与运行的基本条件，也是矢量控制解耦的必要条件。只有准确知道永磁同步电机的转子位置，才可以顺利启动，并借助矢量控制技术，将永磁同步电机按照他励直流电机的控制方法进行控制，并可以达到他励直流电机传动系统的性能指标。

　　永磁同步电机在转子位置信息未知的情况下启动一直是一个难题。目前用于永磁同步电机的转子位置检测的方法主要有旋转变压器法、光电编码器法、电机内置位置传感器法和无位置传感器检测法等。这些方法中，只有旋转变压器和绝对式光电编码器含有电机转子初始位置信息，可以实现电机上电初始定位，而有的方法需要多次定位修正才能完成初始定位，在实际系统中没有实用价值。电机内置位置传感器法对电机的设计要求较高，需要在电机定子槽内同时埋设检测绕组，不具有通用性，并且检测的精度也有限。无位置传感器检测法是当前永磁同步电机控制研究的一大热门，如提出在电机中注入幅值相同、方向不同的系统电压脉冲，检测并比较相应电流的大小来估计转子初始位置，再根据定子铁心的非线性磁化特性来判断永磁体的N /S极极性。这种方法可行但具有一定缺陷：如果注入电压幅值太大、作用时间太长，则在检测过程中会造成转子转动;如果注入电压幅值太小、作用时间太短，测出的电流差值可能太小，则无法准确估算出转子的位置，并且注入高频信号会带来较大的高频干扰。用旋转变压器检测转子位置需要复杂的算法解调转子位置信号。绝对式光电编码器输出的是二进制码，与转子绝对位置一一对应，位数越多则精度越高，但这样带来的问题是引线增多，不便使用且抗干扰能力差。为此，笔者研究在永磁同步电机控制系统中使用复合式光电编码器，可以很快地检测出转子初始位置，并能顺利启动电机。