刘 旭 牛大强 曹 阳 周 齐

基于励磁绕组高频信号注入的混合励磁开关磁链永磁电机位置估计

刘 旭1,2牛大强1,2曹 阳1,2周 齐1,2

（1. 省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室（河北工业大学电气工程学院） 天津 300130 2. 河北工业大学电气工程学院河北省电磁场与电器可靠性重点实验室 天津 300130）

传统的零速或低速位置估计方法是将高频信号注入到永磁同步电机（PMSMs）的电枢绕组中，但该方法应用于具有低凸极比的混合励磁开关磁链永磁（HESFPM）电机时，位置检测精度较低。因此，该文提出将高频脉冲信号注入励磁绕组的转子位置估计方法。由于HESFPM电机中励磁绕组产生的磁链在d轴上，因此，励磁绕组中注入的高频脉冲信号可以在d轴上感应出高频电流信号。通过检测q轴高频电流信号，即当q轴高频电流信号为零时，判断转子的实际位置。为了验证所提出的位置估计方法，在一台HESFPM实验样机上进行实验验证。结果表明，所提出的HESFPM电机位置估计方法在稳态与动态响应方面均具有较高的精度。

混合励磁开关磁链永磁电机 位置估计 无传感器控制 高频信号注入

0 引言

永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Machines, PMSMs）因其具有高转矩密度和高效率的特点而得到广泛的应用[1-3]。混合励磁开关磁链永磁（Hybrid Excited Switched Flux Permanent Magnet, HESFPM）电机继承了PMSMs的优点，其d轴磁链可以通过改变励磁电流或电枢电流进行调节，且具有更宽的调速范围和更高的效率。因此，该类电机在电动汽车、航天航空等[4-6]领域具有应用潜力。通常情况下，HESFPM电机转子位置可以通过编码器、旋转变压器或霍尔传感器来检测，但这会增加成本并降低整个系统的可靠性，采用无位置传感器控制可以有效解决以上问题[7-10]。……