1.4 多相電動機無位置傳感器研究現狀

多相電動機數學模型經過多平面解耦后，其基波平面數學模型與三相電動機一樣，電動機的電感特性、反電動勢特性、凸極特性等依然包含在其基波平面的數學模型中，所以三相電動機的無位置傳感器技術均可以用于多相電動機，具體的無位置傳感器技術如圖1-10所示，包括基于反電動勢和磁鏈的位置速度估計器、基于觀測器的位置速度觀測器、基于電感計算的位置速度估計器、基于高頻信號注入的位置速度估計器等。

圖1-10 常見的無位置傳感器技術

多相電動機與三相電動機又有著獨特的不同之處，即多自由度多平面控制特性。所以，對多相電動機而言，不僅可以在基波平面中構建無位置傳感器技術，也可以在其他平面中實現無位置傳感器運行；而且隨著電動機缺相故障運行后，電動機剩余健康相繞組不再對稱，如何構建容錯運行情況下的多相電動機無位置傳感器技術是多相電動機需要解決的重要問題。本章參考文獻［63］針對五相永磁同步電動機繞組無故障時提出了一種無位置傳感直接轉矩控制策略，基于定子磁鏈位置觀測出轉子位置及速度，并用實驗證明了該無位置傳感器直接轉矩控制策略的有效性。本章參考文獻［64］針對缺兩相情況下的直接轉矩控制六相永磁同步電動機，基于虛擬變量定義的對稱數學模型，提出了一種電壓模型和電流模型相串聯的定子磁鏈觀測方法，利用后級觀測的定子電流誤差對前一級電壓模型觀測的定子磁鏈進行校正，實驗結果表明所提策略在電動機處于中高轉速區運行時較佳。本章參考文獻［65］針對直接轉矩控制五相異步電動機融入速度自適應變結構定子磁鏈、負載轉矩觀測器，構建定子電流及定子磁鏈的滑模觀測器，實驗表明電動機能夠實現在±60r/min之間的正反轉。本章參考文獻［66］針對雙三相永磁同步電動機直接轉矩控制系統，研究了傳統的磁鏈觀測器和簡化的擴展卡爾曼濾波器對轉子位置及轉速觀測準確度的影響。本章參考文獻［67］針對雙三相異步電動機提出了一種反相高頻注入方法，在兩套三相繞組中注入大小相同、相位相反的高頻信號，跟蹤諧波子空間由磁路飽和引起的高頻定子漏磁路的凸極，實現定向坐標系位置角的觀測，實驗結果表明采用該方法的電動機可以運行于零轉速。