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摘 要：永磁同步电动机结构较为简单,易于控制.传统方法是在转子上安装编码器以获得位置和速度信息来实现调速,但永磁同步电动机转子安装编码器有许多缺点,诸如系统的鲁棒性会降低,高精度编码器价格居高不下,有些恶劣条件下例如高粉尘的场合下甚至不能使用这类编码器.因此,寻找一种方法来替代编码器变得尤为迫切.文章运用坐标转换理论分析了永磁同步电动机的数学模型,在面装式同步电机模型的基础上,运用FOC的控制策略和SVPWM技术,研究了EMF（Electromotive Force）控制策略在Matlab2014a Simulink环境下的无速度传感器的FOC闭环控制.
关键词：EMF；永磁同步电动机；FOC无速度传感器控制；SPWM；Matlab Simulink
中图分类号：TM341 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）06-0015-03
Abstract： The structure of permanent magnet synchronous motor （PM ） is simple and easy to control. The traditional method is to install encoders on the rotor to obtain the information of position and speed to achieve speed regulation, but the rotor encoder of PM has many disadvantages, for example, the robustness of the system will be reduced, the price of high precision encoders is so high, and they can"t even be used in bad conditions with high dust. Therefore, it is urgent to find a way to replace the encoder. In this paper, therefore, the mathematical model of permanent magnet synchronous motor （PM ） is analyzed by means of coordinate transformation theory. On the basis of the model of planar synchronous motor, and with the control strategy of FOC and SVPWM technology, EMF （Electromotive Force） is studied for the FOC closed-loop control of the without-velocity sensor in the environment of Matlab2014a Simulink.
Keywords： EMF； permanent magnet synchronous motor （PM ）； without-velocity sensor control； SPWM； Matlab Simulink
引言
近年來,随着高性能永磁材料技术、电力电子技术的发展,以及矢量控制理论、自动控制理论研究的不断深入,永磁同步电机以其结构简单、运行可靠、体积小、重量轻、效率高、控制简单优点得到了迅速发展,目前在高性能、高精度等领域还有待提高[1-2].通常交流电机控制系统由交流电机,逆变器,速度、位置传感器、速度、位置、电流控制器构成.在电机调速系统中,使用光电编码器来采集转速信息,因为采用机械装置会增加系统的成本,所以无速度传感器控制方案成为永磁同步电机研究的热点之一,问题本质是在去除编码器的情况下如何通过电机的信号（例如定子电压、电流）重新建立数学模型获得反馈所需的位置角和转子转速[3-4].本文基于矢量控制理论,利用扩展反电动势法建立其数学模型,应用Matlab Simulink软件构建控制系统并进行分析.
1 永磁同步电机的数学模型
永磁同步电动机在三相固定坐标系（abc）下的磁链方程（1）、电压方程（2）、转矩方程（3）为：
ia,ib,ic：abc三相绕组电流；?鬃a,?鬃b,?鬃c：三相坐标系下的磁链；?鬃f：转子永磁体产生的励磁磁链；LAA,LBB,LCC：永磁同步电动机三相绕组自感；?棕e：PM 中的电气角速度；?兹e：PM 中d轴超前a轴的电角度；ua,ub,uc：abc三相绕组电压；Rs：永磁同步电动机定子侧绕组电阻；p：微分算子（等于d/dt）；Te：电磁转矩；pn：极对数.
Clerk坐标变换理论实现了三相静态坐标系u、v、w到两相固定坐标系?琢-?茁的转换,变化后的磁链方程（4）、电压方程（5）、转矩方程为（6）Park坐标变换理论实现了两相固定坐标系到两相旋转坐标系d-p的转化.变化后的磁链方程（7）、电压方程（8）、转矩方程为（9）：
对比三相固定坐标参考系、两相固定坐标参考系,两相旋转坐标参考坐标系的永磁同步电动机数学模型最为简便.
2 永磁同步电动机的无速度传感器技术
在本节主要研究对于面装式永磁同步电动机的扩展反电动势（Back EMF）的无速度传感器控制方法.
通过以上（4）、（5）数学模型并转到旋转坐标系能得到转速和位置信号的关系式（10）.
不难看出如果可以将电机转子转速ωe和转子位置θe提取出来,那么永磁同步电动机的无速度传感器转速控制将会成为可能.为此,在d-q轴的预估轴?酌-?啄上我们可以将上式改写为：
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参考文献：
1、 永磁同步电动机设计关键技术和方法 摘 要：永磁同步电动机技术在节约能量以及运作效率上具有十分优异的特点，对于这一技术的应用以及覆盖国防、航空航天及日常的农业、工业生产领域中，因此。
2、 基于滑模自适应永磁同步电动机无传感器控制 摘要：在永磁同步电动机控制系统中如采用传统机械式编码器检测转子位置和速度，存在着成本高、易受干扰、系统的可靠性低且难以在复杂环境中应用等问题，为。
3、 采用拼接式转子内置永磁同步电动机优化设计 摘 要：针对传统内置永磁同步电动机漏磁系数较大，隔磁桥机械强度较差等特点，提出一种拼接式转子，这种转子具有若干个独立的铁心，用高强度非铁磁部件通。
4、 HEV用开绕组永磁同步电机双逆变器协同控制 摘要：针对传统多能源混合动力汽车（HEV），采取了一种可同时使用两种能源的开绕组（OW）永磁同步电机（PMSM）双逆变器驱动系统。利用开绕组系统。
5、 一种永磁同步电机总谐波电流抑制方法 摘要：针对永磁同步电机定子电流畸变使电机电磁转矩脉动的问题，分析了电磁转矩脉动的主要原因，在建立永磁同步電机谐波模型的基础上，提出总谐波电流提取。
6、 永磁同步电机结构设计和特性 摘 要：由于永磁同步直接使用了永磁体励磁，简化了电机的结构，因此它的耗损量和发热量比较低。在永磁同步电机中，电机励磁部分具有永磁体，灵活性较高的。