李政，魏峥嵘，李祥，夏俊

(华南理工大学 电力学院，广东 广州 510640)

0 引言

与传统的需要无功励磁电流的电机相比，转子为永磁体的PMSM电机，功率因数得到显著提高。随着近些年电力电子变频技术的飞速发展，具有这些优良特性的电机更加广泛地应用于各种工业和生活场合中[1-3]。本文主要讨论的是具有正弦波反电动势波形的永磁电机。其无传感器控制方法相对复杂，需要得到电机转动的实时位置信息。由于三相定子绕组也是在任何时候都处于励磁状态，这也增加了角度估算的难度。因转子结构的不同又分为面装式和内置式。前者由于不具有凸极性，只需通过传统的反电动势观测算法即可实现角度估算，而后者的交直轴电感不同，造成估算的复杂度增加，很难直接估算。为此，本文在前人的研究基础上，对数学模型做优化处理，推导出估算模型，引出了扩展反电动势项，并且详细描述了整个闭环估算方法的实现过程，为同行的学习及研究提供了一定的设计参考。

1 内置式永磁同步电机的凸极性

内置式永磁同步电机的凸极性来源于转子的特殊结构，它的d轴主磁通穿过两个永磁体，这相当于在直轴磁通路径上串联两个气隙，而q轴主磁通只穿过铁心，磁通路径如图1所示。

电感与磁导率的关系：

(1)

其中:μ是磁通路径上不同段材料的磁导率；N是绕组匝数；S是截面积；Len是计算电感时的磁路长度。由式(1)可知，电感L正比与磁导率μ。也就是说磁导率越大，电感越大。……