基于AD2S1200的SBW-PMSM轉子位置獲取方法

王兆健　張和平　史紅菲　袁臣虎

[摘? ? ? ? ? ?要]? 在線控轉向系統實現對永磁同步電機的矢量控制，須獲取轉子位置。提出基于AD2S1200解碼對帶有雙向勵磁的四線旋轉變壓器的轉子位置進行獲取，為電機控制系統提供位置信息，通過實驗驗證了該方法的可行性，能提高電機轉子位置控制的實時性和準確性。

[關? ? 鍵? ?詞]? 線控轉向系統;永磁同步電機;轉子位置;線旋轉變壓器

[中圖分類號]? TM3? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2018）35-0018-01

永磁同步電機（PMSM）應用于線控轉向（SBW）系統，其控制取決于轉子位置的檢測[1-2]。本文基于AD2S1200對采用雙向勵磁的四線旋轉變壓器采集永磁電機轉子位置進行檢測，從原理上對轉子位置獲取進行分析，最后驗證了該方法的可行性。

一、基于旋轉變壓器的PMSM轉子位置獲取原理

線控轉向的基本結構如圖1所示，四線旋轉變壓器結構圖如圖2所示，輸入輸出電壓表示為：

ER1-R2=E0*sinωt

ES3-S1=E0*sinωt*sinθ （1）

ES2-S4=E0*sinωt*cosθ

其中，ER1-R2——原邊激勵電壓;ES3-S1——正弦繞組電壓輸出;ES2-S4——余弦電壓輸出;E0——旋轉變壓器的激勵信號幅值;ω——激勵信號的角頻率，θ——轉子和定子之間的夾角。從而有轉子轉角：

二、基于AD2S1200的旋轉變壓器解碼電路

圖3（a）為旋轉變壓器輸出信號調理電路。

圖3（b）為頻率為3.6V/10KHz的正弦激勵信號放大電路。圖3（c）為避免旋轉變壓器單向偏磁的雙向勵磁電路。

三、實驗結果

圖4所示為臺架實驗中AD2S1200輸出轉子位置波形，滿足電機對于轉子位置控制實時性和準確性的要求。

四、結論

針對線控轉向系統的永磁同步電機的控制，提出基于AD2S1200解碼電路設計的四線旋轉變壓器采集永磁電機轉子位置方法，通過雙向勵磁，減小了系統功耗，降低變壓器溫升，改善了系統性能，提高電機對轉子位置控制的實時性和準確性。

參考文獻：

[1]田淳，胡育文.永磁同步電機直接轉矩控制系統理論及控制方案的研[J].電工技術學報，2002，17（1）：7-11.

[2]袁臣虎，王歲，劉曉明，等.基于PMSM的EPS電流傳感器零點誤差在線標定策略研究與調控實現[J].電工技術學報，2018，33（15）.