如何使用VFD测量PM电机的转子位置

多年来，永磁(PM)电机因其提高的效率和性能特性而成为电梯应用中的流行选择。由于PM电机的转子是由永磁体磁化的，而不是被感应的，因此变频驱动器(VFD)必须知道转子相对于定子极对的位置，以便以正确的换向角进行调制，以产生最大的扭矩输出。转子位置可以通过安装在电机轴上的绝对位置编码器来确定。本文将解释如何使用VFD测量PM电机的转子位置以及与编码器位置错误相关的一些常见问题。

为什么VFD需要知道转子位置?

PM电机由转子和安装在表面(或转子内部，IPM电机)上的永磁体和由VFD输出的电流磁化的定子线圈组成。转子永磁体和定子电磁场之间的相互作用遵循磁力的一般规律，即异性相吸而异性相斥。然后，当驱动器调制输出电压频率时，会产生一个旋转的定子磁场以产生扭矩。

定子电磁极与转子永磁体相互作用，具有相同的排斥力和相反的吸引力，从而产生扭矩。最大扭矩将是当两个场彼此成90°角时。

但是，正确的定子磁场换向角对于最大扭矩输出是必要的。当定子和转子磁场相互成90°时，会出现最大扭矩输出。否则，如果定子与磁场之间的角度大于或小于90°，则必须向定子施加更多电流以产生更强的磁场，从而产生相同的扭矩。

因此，施加到定子绕组的三相交流电压的旋转必须与转子上永磁磁场的旋转完全同步(例如，电气换向)。这可以通过使用直接安装在电机轴上的绝对位置编码器来实现。绝对位置编码器除了用于单圈转子位置的典型速度通道外，还有一对通道，并且必须在启动期间执行参考程序，以便驱动器具有对应于已知位置的位置值，例如电机磁极，然后用作偏移参考。电机轴和编码器之间的物理关系对于为PM磁场提供正确的换向角至关重要。

审核编辑：汤梓红