凭借卓越的功重比与宽广的调速范围，内置式永磁同步电机已成为多领域工业应用的主流选择。然而，物理传感器的引入不可避免地会增加系统成本，并在恶劣工况下降低可靠性。本文针对全速域无传感器控制中的转速波动、零低速与中高速区衔接难题及传统滤波相位滞后等问题，提出了一种基于改进混合磁链观测器的全速域控制框架。
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凭借卓越的功重比与宽广的调速范围，内置式永磁同步电机（IPMSM）已成为多种工业应用的主流解决方案。然而，物理传感器的集成不可避免地会增加系统成本，并在恶劣工况下降低系统可靠性。针对全速域无传感器控制中存在的过渡过程转速波动、零低速区与中高速区运行衔接困难，以及传统滤波方法固有的相位滞后等问题，本文提出了一种基于改进型混合磁链观测器的全速域无位置传感器控制框架。
首先，建立了IPMSM在多坐标系下的数学模型，并详细分析了id=0矢量控制逻辑与SVPWM算法原理。其次，针对现有估计器在不同转速下的运行局限，通过将高频方波注入法与磁链观测法相融合，构建了优化控制框架，从而确保从零速到额定转速范围内的鲁棒状态估计。为克服零速下的估计误差，将高频方波注入获取的转子位置信息融入电流域磁链估计器，构建了复合方波磁链模型，以保障可靠的初始启动。该模型通过PI反馈补偿机制，实现对电压型磁链模型的实时校正。所提方案突破了传统加权切换方法的局限，将PI反馈控制扩展至全速域。该方法有效消除了传统低通滤波器引起的相位损失，提升了观测精度与动态响应性能。
在MATLAB/Simulink环境中的仿真结果表明，所提策略在电机启动、稳态运行及动态负载变化工况下均展现出优异的跟踪性能。仿真结果证实，该系统在全速域内均能实现平滑过渡与稳定运行。
资讯来源
- dr.ntu.edu.sg (2026-08-12)
- 原文链接： 永磁同步电机全速域无位置传感器控制策略