周宏林，况明伟，吴建东

（中国东方电气集团有限公司 中央研究院，四川 成都611731）

1 引言

永磁同步电机因其结构紧凑、性能可靠而在风力发电、电动汽车、船舶驱动等领域得到了广泛的应用。为了完成永磁同步电机的控制，需要获取其转子的角度和转速。采用角度和转速传感器来获取这一信息是一种直接的方式。然而在很多应用中，安装角度和转速传感器不仅增加了安装、维护成本，也使系统易受外部环境干扰，降低了系统的可靠性。而基于无速度传感器的永磁同步电机的转子角度、转速估计方法只需检测电机的定子电流、电压，结合电机的模型，即可从中提取转子的角度、转速信息，从而省去角度和转速传感器，达到提高系统可靠性，降低成本的目的。典型的永磁同步电机驱动系统如图1所示。

目前基于无速度传感器的永磁同步电机的转子角度、转速估计方法主要分为2类。一类是基于状态观测器或扩展卡尔曼滤波的方法[1-2]，这类方法将定子电流、转子角度和转速视为状态变量，然后采用传统的观测器或扩展卡尔曼滤波器方法进行观测。但由于算法较为复杂且负载转矩未知，这类方法的实际应用效果不够理想[3]。另一类是基于反电动势的估计方法[4-7]，例如滑模观测器[6]、反电势锁相环 （EMF phase-locked loop）法[7]等。其中，反电势锁相环法物理概念较为清晰，实现较为简单，因而得到了较为广泛的应用。但由于引入了锁相环，因此这类估计方法动态特性将会降低。……