用旋转高频电压注入法进行测量

旋转高频电压注入法是在基波激励上叠加一个三相平衡的高频电压激励，此时电压空间矢量在电机中产生旋转磁场，由于注入电压信号的频率要远高于电机转子频率，因此可以在定子电流中提取转子的位置和速度信息，旋转高频电压注入法一般在αβ坐标系中注入高频正弦信号。

永磁辅助同步磁阻电机dq坐标系电压方程可以表示为

永磁辅助同步磁阻电机αβ坐标系电压方程可以表示为

将式（5-110）化简为

进一步可以得到

式中 L=（L_q+L_d）/2——d、q轴平均电感；

ΔL=（L_q-L_d）/2——d、q轴半差电感。

由于注入的高频信号远大于电机的运行频率，因此式（5-112）中含有电阻和转速的项可以忽略不计，所以在高频模式下式（5-112）可以简化成

假设在永磁辅助同步磁阻电机αβ坐标系中注入高频信号，幅值为U_h，频率为ω_h，可以得到

(www.xing528.com)

结合式（5-112）和式（5-113）可以得到

式中

从式（5-115）可以看出，高频电流由两部分组成：一部分是正序电流分量

幅值为I_p，与高频注入电压的旋转方向一致；另一部分是负序电流分量

幅值为I_n，与高频注入电压的旋转方向相反，而且相位相差2θ，可以利用负序电流求解出转子位置信息，式（5-114）的矢量形式可以表示为

由于I_p>I_n，因此高频电流的轨迹是一个椭圆，以θ=0°为例，电流轨迹如图5-29所示，椭圆与α轴相交于A点，坐标为（I_p+I_n，0），与β轴相交于B点，坐标为（0，I_p-I_n）。

为了提取高频电流负序分量相角中所包含的转子凸极位置信息，必须很好地滤除基波电流、SPWM载波频率电流和高频电流中的正序分量。基波电流与高频电流幅值相差很大，载波频率远比注入的高频频率高，所以可通过常规的带通滤波器（BPF）滤除。正序电流分量可以通过同步轴高通滤波器（SFF）滤除。再经过一个锁相环PLL就可以得到转子位置和速度信息。

图5-29 转子位置θ=0°时高频电流轨迹图