这些年，永磁同步电动机（简称PMSM）的调速系统受到越来越多的关注，并成为研究热点。因为其有根据永磁同步电动机的转子永磁体的安装位置，可以分为表面式永磁同步电动机（简称SPMSM），以及内置式永磁同步电动机（简称IPMSM）。他们的差异在于是否有明显的磁阻转矩。本文主要研究有明显的磁阻转矩的，交轴电感大于直轴电感的内置式永磁同步电动机。永磁同步电动机中，速度和位置的反馈可以来自于多种编码器，而且是非常重要的。但由于编码器的本身有着价格，调试，干扰等各方面的问题，所以关于没有编码器的永磁同步电动机无传感器控制的研究越来越受到社会的关注。

因为内置式永磁同步电动机的交轴电感大于直轴电感，所以其电机的数学模型没有那么简单，进而要想得到速度和位置的估算也更加困难，所以数学方法上就没有那么丰富。这些年，世界各地许多专家学者对永磁同步电动机无速度传感器进行了许多研究，并探索总结出了多种控制算法，现在比较有影响力的控制算法主要包括：基于理想电机模型的开环算法，模型参考自适应方法[2-3]，高频注入方法[4-5]等方法。

本文主要对内置式永磁同步电动机的无位置传感器进行相关探究，利用模型参考自适应的方法对内置式永磁同步电动机的转子速度和位置进行估算。参考模型为实体电机，可调模型是电机电流方程，然后可以计算出自适应律，并通过科学方法进行证明。最后通过MATLAB/Simulink平台进行建模和仿真，最后检验MRAS算法对内置式永磁同步电动机转子速度和位置的估算精度，最后通过MATLAB软件搭建系统模型，验证其是否可行。

本篇论文主要分为五章：

第一章大致介绍了永磁同步电动机的概念及本课题的研究背景。

第二章主要介绍了永磁同步电动机的数学模型及相关的数学变换理论，最后介绍了永磁同步电动机矢量控制的原理。

第三章介绍了模型参考自适应的基本原理，包括利用可调模型和参考模型确定自适应律的方法，还有运用模型参考自适应方法确定电机转速的原理，为本课题的研究提供了理论基础。

第四章运用了MATLAB/Simulink软件搭建了基于MRAS的永磁同步电动机的矢量控制系统的仿真模型，观察并研究分析了电机的转速、电流以及电磁转矩的曲线。

第五章对本课题做出的成果进行简要的总结分析。

2永磁同步电动机的矢量控制

2。1永磁同步电动机的分类及转子结构

永磁同步电动机有许多分类方法，根据定子绕组的波形，永磁同步电动机可以分为方波永磁同步电动机和正弦波永磁同步电动机。一般情况下，永磁同步电动机指的是正弦波永磁同步电动机，这类电机的电枢绕组的形式常见的是短距分布。供电形式为三相对称正弦波电流，这样可以确保电磁转矩的稳定输出。方波永磁同步电动机也叫做无刷直流电机，这类电机的电枢绕组的形式普遍为整距集中绕组。要对其确保电磁转矩的稳定输出，可以使用三相对称的方波电流对其供电。

还有一种分类方式，就是按照电机转子上永磁体的安装位置，可以将永磁同步电动机分为表面式永磁同步电动机和内置式永磁同步电动机。如图2。1。

图2。1 永磁同步电动机转子结构

由上图可知。之所以叫做表面式永磁同步电动机，是因为其转子里边的永磁材料，多数情况都在转子铁芯的表面，而且是瓦片形状的。同时，表面式永磁同步电动机还可以分类为贴磁式（图2-1（a））和嵌入式（图2-1（b））。图2。1（a）所示的表面贴磁式永磁同步电动机而言，每两两永磁材料之间都仅存在空气气隙，又因为永磁材料的磁导率跟空气磁导率差不多相等，因此，表面贴磁式的转子磁路对等，直轴电感约等于交轴电感，所以归类为隐极式电机。相对的，表面嵌入式和内置式永磁同步电动机归类为凸极式电机，因为它们的结构中有铁磁材料，而其磁导率较大，所以它们的转子磁路不是对称的。又因为交轴的词组大于直轴的磁阻，所以交轴电感大于直轴电感。