数据驱动：开关磁阻电机无位置传感器技术探究与发展趋势

导语：

本文旨在全面介绍国内外开关磁阻电机（SRM）无位置传感器检测技术的研究现状，详细阐述了每一典型检测方法的原理，对其优缺点及适用范围进行了详细讨论与客观评述，并展望了其发展趋势。对新型五位置传感器检测技术的研究具有重要的参考价值。

开关磁阻电机是一种新型的机电一体化调速电机，具有结构简单、坚固，易于调速，控制灵活，可靠性高、容错性强等特点，已逐渐应用于民用、机车和航天等领域，其广泛应用前景令人期待。

位置检测环节是开关磁阻电动机驱动系统（Switched Reluctance Drive）的重要组成部分，不仅为转子位置提供直接信息，也为转速闭环控制提供了转速信息。传统的转子位置检测是直接利用光电式、电磁式和磁敏式等位置传感器实现，但随着SRM相数增加所需传感器数量会增多，这不仅增加系统复杂性，又给安装、调试带来很大不便，对结构简单优势削弱，同时降低系统可靠性并限制高速控制能力，从而限制了SRM在实际应用中的使用范围。

因此，无位置传感器技术已经成为世界范围内SRM研究领域的一个热点之一。各国学者从各种角度对这一问题进行大量研究，并提出了多种无位置传感器检测方案。本文对20年来国内外SRM无位置传感器技术进行综述，并分析存在的问题及发展趋势，为推进这一领域的创新与发展提供参考依据。

无 위치 传 感 器 检 测 技 能 分 类

目前，无位移激励法分为四类：导通相法非导通相法基于智能控制法以及附加元件法。这四类方法分别有不同的优缺点和适用场合：

国 内 外 无 位 移 激 励 法 的 评 价

2.1 导通相激励法

2.1.1 电流波形激励法

该方法由英国剑桥大学Acarnley教授提出，是最早的一种无位移激励方案。由于SRM相间当前流变化率取决于增量耦合，而增量耦合又由变换矩决定，因此根据这一规律可以解算出变换矩角度。此方案原理简单，不需要外加硬件。但是，由于需要计算时间较长且容易受到噪声信号影响，使得实际应用中存在一定难度。

2.1.2 磁链激励法

该方法首次提出于1991年J.Lyons等人提出的，该方法依赖于变换矩变化与输出功率之间关系。在忽略交叉耦合作用的情况下，可以将变换矩角度表示为一个函数，它只包含输入参数，即当前时刻之下的输出功率值和相关系数。当已知当前时刻之下的输出功率值，可以通过查找存储好的三维表格来确定此时瞬间之下的变换矩角度。

然而，由于是基于实验测试建立三维表格，所以算法复杂，计算时间长，占用内存大且灵活性差。为了提高实时性能并减少所需内存，有些改进版本如简化磁链估计策略被提出，如考虑起动状态以及基于参考位移角作为基础进行估计都有助于提升效能。

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