张伯泽， 阮 毅

(上海大学，上海 200072)

基于高频旋转电压注入的永磁同步电机无位置传感器矢量控制

张伯泽， 阮 毅

(上海大学，上海 200072)

对基于高频旋转电压注入的内置式永磁同步电机(IPMSM)无位置传感器矢量控制策略进行了研究。向IPMSM注入高频旋转电压矢量，应用IPMSM的高频模型，推导出高频电流响应。提出了一种高频电流信号提取方案，从高频电流响应中估算出IPMSM的位置。提出的控制策略可以实现IPMSM从极低速0.5Hz到高速的宽范围工作。大量的仿真结果表明： 提出的控制策略有良好的动态响应和稳态响应，位置和转速估算有较高的精度，系统有较强的鲁棒性，IPMSM在极低速下运行良好。

内置式永磁同步电机； 高频旋转电压注入； 矢量控制； 无位置传感器控制

0 引 言

永磁同步电机因其体积小、重量轻、响应快、损耗小、功率密度大和效率高等优点获得了广泛应用[1-2]。通常情况下，对永磁同步电机转速和转矩的精确控制，是用位置或速度传感器实现的。然而，位置和速度传感器的安装需要额外的空间，且有位置或速度传感器的系统成本高、可靠性低、不易维护。

为了替代位置和速度传感器，提出了各种控制策略，总体上可分为两大类： 基波模型法[3-8]和高频信号注入法[9-17]。基波模型法直接或间接地从反电动势中提取位置信号，实施起来简单。但是基波模型法对电机的参数变化敏感；在低速和零速时，反电动势很小甚至为零、难以提取，此时该类方法不能正常工作。高频信号注入法在电机出线端注入高频电压(或电流)信号，通过检测产生的高频电流(或电压)响应来获得转子位置信息。……