摘要：為了研究簡單有效軸徑向氣隙混合磁路多邊耦合調速電機轉子位置檢測方法，根據電機的結構和參數特點，在軸向線圈局部磁網絡模型的基礎上對軸向勵磁繞組的反電動勢進行了分析，導出雙側繞組反電動勢與轉速和電機位置的關系式。為實現該電機轉子位置傳感提供了理論依據。在此基礎上提出了新的位置測量方案，在無位置傳感器的前提下，能夠快速確定電機實際位置。通過實驗和仿真證明：該方法具有運算量小、無需電機具體參數、受徑向電流影響小及抗干擾能力強的優點，可以實現軸徑向氣隙混合磁路多邊耦合調速電機的無位置傳感器控制。

0 引言

軸徑向氣隙混合磁路多邊耦合調速電機是在永磁感應子式電動機的基礎上發展起來的。永磁感應子式電動機磁通的軸向分布不一致，離永磁體越遠的地方磁密越低，限制了鐵心出力，不利于這種電機作為功率元件應用，而軸徑向氣隙混合磁路多邊耦合調速電機在永磁感應子式電動機的基礎上配置一套軸向勵磁線圈可以解決磁通在軸向分布不_致的問題。為改善電機的動態品質，需要閉環控制"。而傳統的傳感器以光電傳感器為主，不僅給安裝帶來困難，而且成本也更昂貴。本文中，當電機轉子轉動時，軸向線圈中也產生電動勢，此電動勢包含電機位置信息，為該電機的位置傳感提供了可能。對此電動勢進行了進一步的研究，為軸徑向氣隙混合磁路多邊耦合調速電機的動態位置傳感提供新的檢測方法。

1電機軸向勵磁繞組電動勢所含位置信息分析根據電機結構，建立磁網絡模型，該電機為三相6極結構，由于電動機內部結構的對稱性，可將狀態相同的極合并，簡化的等效磁路結構。為便于分析和計算，作如下假設：

1)忽略磁路飽和的影響，磁路為線性；

2)忽略定、轉子鐵心的磁壓降，只考慮氣隙和永磁體的磁導；

3)不計磁滯和渦流效應；

4)不計定子極問和端部磁漏；

5)不計永磁體回路的漏磁。

2 電機軸向勵磁線圈感應電動勢仿真與實驗通表數據仿真，可得到該電機的軸向線圈的電動勢，電機徑向勵磁線圈的感應電動勢和軸向線圈的感應電動勢。粗線為徑向線圈的感應電動勢，細線為軸向線圈的感應電動勢波形，為便于觀察將此波形的幅值增大3倍，仿真結果與實測波形相符。通過構建電機實驗平臺，對軸徑向氣隙混合磁路多邊耦合調速電機進行SPWM控制，當電機旋轉起來后測量軸向線圈電動勢。通過仿真和實驗可知，徑向繞組電流對雙側軸向勵磁線圈反電動勢之和的相位影響很小，因此該信號可以反應電機轉子的實際位置。且由于12次諧波在一個周期內，有24個過零點，因此分辨率較高，可以應用于電機驅動當中。

3 結論

本文從特定電機的磁導計算出發，在軸徑向氣隙混合磁路多邊耦合調速電機的磁場模型的基礎上研究得出以下結論：

1)軸徑向氣隙混合磁路多邊耦合調速電機的軸向勵磁線圈的反電動勢中含有該電機位置信息，這些波形即包含3次諧波，又包含高次次諧波，波形較復雜，相位受徑向線圈電流影響大，獲得實際電機位置運算復雜。

2)實驗與仿真證明軸徑向氣隙混合磁路多邊耦合調速電機兩側軸向勵磁線圈的反電動勢之和中以12次諧波為主，通過處理該信號可以相對簡單地獲取電機轉子實際位置。

3)本文提出的電機位置檢測方法并不需要知道電機的準確參數，因此受電機參數變化影響小，抗干擾能力強