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3.1.2  无传感器位置检测方案 

此位置检测方案是检测过程中没有用到位置传感器，利用其他方法通过转换后而间

接得到位置信号的方法。永磁同步电机的位置估计方法常用的有电感法、磁链法、假想

坐标系法、观测器法、卡尔曼滤波法等

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。 

（1）电感法 

在凸极式永磁电机里，直轴与交轴的磁阻有较大差别，导致绕组电感变化很大。一

般交轴电感远大于直轴电感，两者之比可达 2.5。因此，绕组电感可看作为转子位置的

函数，利用这一点可估计出转子的位置。有文献先推导出一种根据电机的电压和电流间

接计算电感的方法，由于要求自然对数，较为繁琐。后来又提出一种直接计算方法，在

开关频率大于 10kHz 时，可保证足够的计算精度，而计算量却大大减少。根据计算出的

电感值再查找预先准备好的相电感与转子位置对照表，即可得到转子位置估计值。 

有文献分析了永磁电机的谐波模型，导出了包含转子位置信息的电感矩阵，因此可

根据电流谐波分量估算出转子位置。 

还有的方法通过给 q 轴注入一高频载波信号，绕组中产生随位置变化的高频电流，

再对电流信号进行处理可得到估计位置与实际位置的误差信号，使这个误差为零即可得

到位置估计值。实验表明，这种方法在高速和低速时都有较好的跟踪性能。但负载电流

增大时，误差明显随之增大，因而需采取补偿措施。 

（2）磁链法 

磁链是电流和转子位置的函数，因此可将磁链用于位置估计。磁链是不能直接测量

的物理量。为了获得磁链值，必须先测量电机的相电压和电流。再结合相电阻值，将磁

链计算出来。有文献就是利用这一特点来得到转子的位置或速度估计值。根据电机在静

止的、旋转的 d-q 轴模型与 abc 坐标变量之间的关系。经过一系列公式推导得出了电机

的速度表达式，再进一步可算出位置值。这些表达式只是变化的电压、电流的函数。定

子电阻和交直轴电感都假定不变。 

另外有一种方法直接对电机在 abc 坐标系下的模型进行分析，将微分方程转化为差

分方程，用前三步的位置估计值来预测下一步的位置。在每个估算周期对线电流值估计

两次，一次用于校正位置值，一次用于校正磁链值。因此这种方法有较高的准确度，对

测量误差和参数变化也不很敏感。这种算法己用于 BLDC 和 PMSM 的位置估计，取得了很

好的效果。也可以对具体的某台电机先找出其磁链－电流－位置特性对照表，再根据估

计的磁链和测出的电流查表得出转子位置，这样运算量将减少。 

（3）假想坐标系法