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摘要：为了研究简单有效轴径向气隙混合磁路多边耦合调速电机转子位置检测方法，根据电机的结构和参数特点，在轴向线圈局部磁网络模型的基础上对轴向励磁绕组的反电动势进行了分析，导出双侧绕组反电动势与转速和电机位置的关系式。为实现该电机转子位置传感提供了理论依据。在此基础上提出了新的位置测量方案，在无位置传感器的前提下，能够快速确定电机实际位置。通过实验和仿真证明：该方法具有运算量小、无需电机具体参数、受径向电流影响小及抗干扰能力强的优点，可以实现轴径向气隙混合磁路多边耦合调速电机的无位置传感器控制。

0 引言

轴径向气隙混合磁路多边耦合调速电机是在永磁感应子式电动机的基础上发展起来的。永磁感应子式电动机磁通的轴向分布不一致，离永磁体越远的地方磁密越低，限制了铁心出力，不利于这种电机作为功率元件应用，而轴径向气隙混合磁路多边耦合调速电机在永磁感应子式电动机的基础上配置一套轴向励磁线圈可以解决磁通在轴向分布不_致的问题。为改善电机的动态品质，需要闭环控制"。而传统的传感器以光电传感器为主，不仅给安装带来困难，而且成本也更昂贵。本文中，当电机转子转动时，轴向线圈中也产生电动势，此电动势包含电机位置信息，为该电机的位置传感提供了可能。对此电动势进行了进一步的研究，为轴径向气隙混合磁路多边耦合调速电机的动态位置传感提供新的检测方法。

1电机轴向励磁绕组电动势所含位置信息分析根据电机结构，建立磁网络模型，该电机为三相6极结构，由于电动机内部结构的对称性，可将状态相同的极合并，简化的等效磁路结构。为便于分析和计算，作如下假设：

1)忽略磁路饱和的影响，磁路为线性；

2)忽略定、转子铁心的磁压降，只考虑气隙和永磁体的磁导；

3)不计磁滞和涡流效应；

4)不计定子极问和端部磁漏；

5)不计永磁体回路的漏磁。

2 电机轴向励磁线圈感应电动势仿真与实验通表数据仿真，可得到该电机的轴向线圈的电动势，电机径向励磁线圈的感应电动势和轴向线圈的感应电动势。粗线为径向线圈的感应电动势，细线为轴向线圈的感应电动势波形，为便于观察将此波形的幅值增大3倍，仿真结果与实测波形相符。通过构建电机实验平台，对轴径向气隙混合磁路多边耦合调速电机进行SPWM控制，当电机旋转起来后测量轴向线圈电动势。通过仿真和实验可知，径向绕组电流对双侧轴向励磁线圈反电动势之和的相位影响很小，因此该信号可以反应电机转子的实际位置。且由于12次谐波在一个周期内，有24个过零点，因此分辨率较高，可以应用于电机驱动当中。

3 结论

本文从特定电机的磁导计算出发，在轴径向气隙混合磁路多边耦合调速电机的磁场模型的基础上研究得出以下结论：

1)轴径向气隙混合磁路多边耦合调速电机的轴向励磁线圈的反电动势中含有该电机位置信息，这些波形即包含3次谐波，又包含高次次谐波，波形较复杂，相位受径向线圈电流影响大，获得实际电机位置运算复杂。

2)实验与仿真证明轴径向气隙混合磁路多边耦合调速电机两侧轴向励磁线圈的反电动势之和中以12次谐波为主，通过处理该信号可以相对简单地获取电机转子实际位置。

3)本文提出的电机位置检测方法并不需要知道电机的准确参数，因此受电机参数变化影响小，抗干扰能力强