高速永磁同步電機 (high speed permanent magnet synchronous motor，HSPMSM)具有體積小、 效率高、功率密度大、轉動慣量小、動態響應快、 調速范圍寬、機械振動和噪聲小，以及相對高速無 刷直流電機轉矩脈動小等優點，其轉速可以達到每 分鐘幾萬轉，在大功率壓縮機、鼓風機、新能源飛 輪儲能等領域均有應用，可以省去機械提速裝置， 提高了整個系統的運行效率。矢量控制技術是永磁 同步電機常用的驅動方式，要實現電機高精度高效 率控制，必須對電機轉子位置進行檢測。常用的機 械轉子位置傳感器加大了系統的體積和轉子的轉 動慣量，增加了系統成本，且降低了系統可靠性。 因此有必要對高速永磁同步電機無位置傳感器的 轉子位置檢測方法進行研究[1]。目前，常用的無位置傳感器轉子位置檢測方法 主要有利用電機凸極效應的高頻信號注入法，但該 方法對電機的結構有一定的要求，需要電機轉子有 一定的凸極性，不適用于隱極式永磁同步電機[2-5]。第二類方法則利用反電動勢或者磁鏈估算轉子位 置，常用的方法有模型參考自適應法 (model reference adaptive system，MRAS)、滑模觀測器法 (sliding mode observer，SMO)、擴展卡爾曼濾波法 (extended Kalman filter，EKF)等。滑模觀測器法的 魯棒性好，但其存在低速抖振[6-11]，對于反電動勢 系數小的高速永磁同步電機尤為嚴重，擴展卡爾曼 濾波法需要矩陣的求逆運算，計算復雜，對 CPU 的性能要求較高[12]，實時性較差。模型參考自適應 系統常用的 PI 自適應調節器的動穩態性能只能在 某一速度區域調整為最佳[13-15]，當轉速低于該速度 域時易引起檢測的轉子位置振蕩，高于該速度域時 易導致檢測的轉子位置有較大的延遲，而高速永磁 同步電機的調速范圍寬(從 0 到幾萬 r/min)，基于傳 統PI的模型參考自適應觀測器(PI-MRAS)性能不再 滿足要求。為此，本文提出了一種基于模糊 PI 模型 參考自適應觀測器(以下簡稱模糊 PI-MRAS)的高速 永磁同步電機的轉子位置檢測方法，把模糊 PI 作為 模型參考自適應觀測器的反饋調節器，應用模糊控 制器調整 PI 調節器的比例積分系數，使 PI 自適應 調節器在電機很寬的速度范圍內都有良好的動穩 態性能[16-20]，從而使觀測器在低速時可以抑制檢測 的轉子位置角度的小幅振蕩，高速時減小其角度的 相位延遲，提高了轉子位置的檢測精度。通過仿真 分析和實驗證明了該方法的有效性和實用性。更多詳細內容請見附件
基于模糊PI模型參考自適應的高速永磁同步電機轉子位置檢測_張洪帥.pdf
永磁同步電機轉子初
