冯 慧， 姜淑忠， 李小海

(上海交通大学 电气工程系，上海 200240)

0 引 言

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchr-onous Motor, PMSM)具有效率高、伺服性能优越等特点，在运动控制、电气传动等领域的应用越来越广泛。在对永磁电机进行磁场定向控制时，需要测量转子磁极位置。通常利用光学编码器检测转子磁极位置，但是光学编码器增加了系统的成本，在一些特殊应用场合(如粉尘、水下、高温、冲击等)限制了这类传感器的应用。因此，永磁电机无传感器的控制一直是学术界和工业界的研究热点。永磁同步电机无传感器控制算法研究着重于电机高速运行时的状态[1]，如定子磁链计算、反电动势预估等[2]，但这些适用于电机高速运行的算法并不适用于电机在低速甚至零速时的应用。

永磁同步电机在低速运行时，一般采用开环控制的方法。对于空载或者是轻载起动，该方法是可行的。对于诸如电动汽车这类系统，其起动转矩很大，往往超过额定转矩，这时需要采用高频信号注入法，在两相静止或者旋转坐标中注入高频电压或者电流信号[3]，利用电机的凸极性，根据电机模型的响应信号计算出转子位置。本文通过研究大起动转矩的重载起动无传感器控制系统，提出了估算同步电机的位置角的新方法。高频信号注入法可以在零速、低速时准确计算转子的位置角[4]。如何处理高频信号，提取转子位置角是应用难点[5]。本文提出了一种基于相位滞后补偿的高频电压信号注入法，设计了一种精确的观测模型，并利用数字滤波器实现相位的精确滞后补偿，实现永磁同步电机在大起动转矩下的重载起动的无传感器控制，在永磁同步电机重载起动下控制的可行性与有效性。……