于艳君， 柴凤， 高宏伟， 程树康

(哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院，黑龙江哈尔滨 150001)

电机的电磁转矩方程

0 引言

内置式永磁同步电机由于高功率密度、高转矩密度、宽调速范围等优点而得到了越来越广泛的应用［1］。大多数永磁同步电机的高性能控制算法均需要提供电机转子的位置信息，通过机械式传感器可获得这一信息，但其增加了系统的成本。因此，无位置传感器控制成为了电机领域的重要研究方向。

在众多的转子位置估算方法中，高频信号注入法由于可实现IPMSM在低速甚至零速下的无位置传感器运行而得到广泛应用［2－6］。该方法利用电机d、q轴电感的不同，利用高频电压激励得到的高频电流响应方程，依据电感的空间凸极性来估算转子的位置信息。一方面，利用高频信号法在推导转子位置估算公式时，一般是在假设d、q轴电感不变的前提下得出的。而在电机的实际运行过程中，随着定子电流的增加，电感参数除具有空间凸极特性外，还会呈现出饱和凸极性及交叉耦合凸极性［7－8］，这种饱和凸极性和交叉耦合凸极性的存在势必会造成电机d、q轴电感的变化，进而影响转子位置的估算精度。另一方面，高频信号法一般要求向电机绕组中注入特定的高频信号，存在着高频信号频率和幅值的选择问题。文献［9－10］提出了一种利用PWM逆变器本身的载波频率成分信号作为特定高频信号以实现IPMSM无位置传感器控制的方法，有效避免了高频信号注入法的不足，并对利用三相三角载波SPWM调制方式产生的载波频率信号进行转子位置估算的原理进行了详尽研究，但并未分析d、q轴电感变化对转子位置估算的影响。……