永磁同步电机旋转变压器解码算法优化设计*

马利娇，贾欣雨，陈少华

(北京信息科技大学 仪器科学与光电工程学院，北京 100192)

0 引 言

永磁同步电机(PMSM)具有结构简单、控制灵活、功率密度高等优点，广泛的应用于航空航天、生物医疗、清洁能量等领域[1]。PMSM转子位置高精度检测对于系统控制精度的提升具有重要意义。PMSM转子位置检测方法包括位置传感器和无位置传感器[2]。其中，无位置传感器检测方法具有检测灵活，可实现误差主动补偿控制等优点[3]，但在工程应用中受限于电机转子结构和永磁体充磁方式等因素影响[4]，难以实现零速位置检测，延长了电机起动时间[5]。PMSM常用的位置传感器包括：霍尔、光电码盘和旋转变压器等[6-9]。其中，霍尔元件用于检测转子位置时具有体积小，价格低，易于实现等优点，但检测精度受安装位置精度和工作环境等因素影响较大[10]；光电码盘具有较高的检测的精度，但用于航空航天领域时，光电码盘受振动冲击易损坏[11]；旋转变压器基于电磁原理检测转子位置，具有检测精度高，可靠性好等优点，因此在航空航天等领域得到广泛应用[12]。

旋转变压器在用于检测电机转子位置时，需要解码电路将旋变输出的正弦和余弦信号解析，估算转子位置和电机转速。文献[13]提出了一种基于神经网络算法估算转子位置角度的方法，提高了低速阶段转子位置估算精度。近年来更多的学者关注于基于旋变解码电路的优化设计[14]，文献[15]基于数字信号处理器(DSP)，通过优化转子位置正弦和余弦提高了角度估算精度。……