一、原理介紹

為了實現表貼式永磁電機的低速運行，研究一種基于高頻方波測試信號注入的無位置零低速傳感器控制策略。選取注入到觀測直軸的脈振高頻方波信號， 該信號注入方案可以有效避免旋轉信號注入法在轉子交軸分量引起轉矩脈動， 提高系統的穩態性能。所研究方法在滯后于觀測軸系的45°的測量軸系提取位置誤差信號，構建了測量軸系高頻電流與位置誤差的數學表達式，設計了適用于測量軸系的位置誤差歸一化方法，并結合PI型轉子位置觀測器，將位置誤差調整至零，仿真結果表現能夠實現對轉子位置的追蹤

二、仿真模型

在MATLAB/simulink里面驗證所提算法，搭建仿真。采用和實驗中一致的控制周期1e-4，電機部分計算周期為1e-6。仿真模型如下所示：

仿真工況：電機空載零速啟動，0s階躍給定轉速100rpm，0.5s階躍給定轉速200rpm，1s階躍給定轉速300rpm

2.1給定轉速、實際轉速和估計轉速

2.2估計轉速與實際轉速誤差

2.3估計轉角與實際轉角

2.4估計轉角與實際轉角誤差

2.5 dq軸給定電壓

仿真工況：電機空載零速啟動，0s施加負載，0s階躍給定轉速100rpm，0.5s增加階躍負載

2.6給定轉速、實際轉速和估計轉速

2.7估計轉角與實際轉角誤差

綜上，可以看出本文采用的高頻方波注入法在穩態時可以實現零轉子位置估計誤差，并且轉速誤差幅值不超過10rpm；在零速時，可以實現帶載啟動，并且具有一定的抗負載擾動能力。