无速度传感器变频调速系统转速辨识方法研究

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基于感应电机电流谐波频谱分析的无速度传感器的速度辨识

基于感应电机电流谐波频谱分析的无速度传感器的速度辨识刘晓红;于艳;张还【摘要】基于电流谐波频谱分析的无速度传感器速度辨识方法提高了速度辨识性能,尤其是在低频情况下,这种速度辨识方法优点更为突出.由转子斜槽和转子偏心率产生的谐波和速度信息相关,此信号可以通过数字信号处理获得.这些谐波存在于任何非零转速情况下,且与随时间变化的参数(如定子绕组电阻)无关.频谱估计可以对决定转子速度的多个电流谐波进行分析,这与滤波分析方法或快速傅里叶变化的方法相比可以使速度检测对噪音不敏感、检测精度更高.在线的初始化程序可以求出槽谐波计算所需的电机的特定参数.实验证明在频率低于1 Hz时,此速度辨识方法仍可以为参数调整或为磁场定向驱动的无传感器的磁链观测器提供鲁棒的、参数独立的速度信息,此外这种算法的性能在宽范围的变频和整个负载状态下均已做了验证.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2007(030)018【总页数】4页(P21-23,26)【关键词】频谱估计;电流谐波;偏心率;速度辨实性能【作者】刘晓红;于艳;张还【作者单位】青岛农业大学,机电工程学院,山东,青岛,266109;青岛农业大学,机电工程学院,山东,青岛,266109;青岛农业大学,机电工程学院,山东,青岛,266109【正文语种】中文【中图分类】TP2121 引言在感应电机的控制应用中，为获得高性能的控制常需要速度反馈，但速度传感器的安装降低了系统的可靠性增加了系统的成本。

大量的观测方法和自适应框架都是依赖于电机的反电势，但是这类辨识方法对参数具有较强的依赖性且在低速情况下失去作用。

另外，许多辨识方法都是基于定子电压测量，这就使得在供给电压很低时的低速不可靠。

本文提出了一种基于电流谐波分析的转子速度估计方法，而电流谐波是由转子机械和电磁的不对称引起的，因此辨识不依赖与电机参数、电源频率。

这种算法已经在感应电机的整个负载范围且电源频率低于1 Hz情况下证实了他的工作可靠性。

无转速传感器异步电机矢量控制系统控制方法的研究

无转速传感器异步电机矢量控制系统控制方法的研究一、本文概述随着工业自动化的不断发展，异步电机作为最常用的动力设备之一，其控制技术的优化与提升显得尤为重要。

其中，矢量控制作为一种高效的电机控制方法，能够实现对电机转矩和磁链的精确控制，因此在异步电机控制领域得到了广泛应用。

然而，传统的矢量控制方法依赖于转速传感器的反馈信号，这不仅增加了系统的复杂性，还降低了系统的鲁棒性。

因此，研究无转速传感器异步电机矢量控制系统控制方法，对于提高异步电机的控制性能、降低系统成本、增强系统的可靠性具有重要意义。

本文旨在深入研究无转速传感器异步电机矢量控制系统的控制方法。

文章将简要介绍异步电机矢量控制的基本原理和现状，以及无转速传感器控制的必要性。

然后，将重点分析几种典型的无转速传感器矢量控制算法，如基于模型的控制方法、基于智能算法的控制方法等，并详细阐述其原理、实现步骤以及优缺点。

本文还将探讨无转速传感器矢量控制在实际应用中的挑战与问题，并提出相应的解决方案。

通过仿真实验和实际应用案例，验证所研究控制方法的有效性和可行性。

本文的研究不仅有助于推动无转速传感器异步电机矢量控制技术的发展，还为相关领域的工程技术人员提供了有益的参考和借鉴。

二、无转速传感器异步电机矢量控制理论基础无转速传感器异步电机矢量控制是一种先进的电机控制技术，其核心思想是通过电机内部电磁关系来推算电机的转速和位置信息，从而实现对电机的精确控制。

这种控制方法不需要额外的转速传感器，降低了系统的复杂性和成本，同时也提高了系统的可靠性和稳定性。

在矢量控制理论中，异步电机的运行状态可以通过其内部的电磁关系进行描述。

电机内部的磁场可以分解为两个正交的分量：一个是与电机转子磁场同步的旋转磁场，另一个是与电机定子磁场同步的静止磁场。

通过控制这两个分量的幅值和相位，可以实现对电机转矩和转速的精确控制。

在无转速传感器的情况下，需要利用电机的电气参数（如电压、电流等）来推算电机的转速和位置信息。

HARSVERT-VA系列无速度传感器矢量控制高压变频调速系统介绍

HARSVERT-VA系列无速度传感器矢量控制高压变频调速系统介绍2006年7月，在经历了长时间厂内试运行后，利德华福第一台HARSVERT-V A系列产品——DSP无速度传感器矢量控制高压变频器在河南某电厂顺利投入生产运行，这标志着利德华福的产品技术迈上了一个新的台阶，将国内同类产品的调速性能提高到与国外先进技术同步的水平。

HARSVERT-V A系列高压变频调速产品，采用高速数字信号处理器（DSP）芯片作为主控制芯片，结合先进的异步电机无速度传感器矢量控制技术，以启动转矩大，动态响应快为主要特征，将大大拓宽高压变频器的应用领域，为用户提供更高性能的交流传动。

HARSVERT-V A系列无速度传感器矢量控制高压变频调速系统产品具有以下主要功能：（1）V/f比恒定控制；（2）无速度传感器矢量控制；（3）速度闭环矢量控制；（4）高压掉电恢复自动重启；（5）任意转速下旋转启动；（6）单模块故障旁路功能；（7）异步电机参数自动检测；（8）各种故障分类处理，尽可能保证设备连续运行；然而，何谓DSP，何谓矢量控制，应用矢量控制会有哪些优点，矢量控制的基本原理是什么，如何使用HARSVERT-V A系列产品？从本期开始，将逐步分篇介绍DSP、矢量控制相关知识，以及HARSVERT-V A系列高压变频调速产品的应用知识。

第一篇DSP与矢量控制技术的发展背景HARSVERT-V A系列高性能高压变频调速产品，在以DSP为核心搭建的高性能控制器硬件平台上，结合先进的实用化的矢量控制技术，将异步电机的控制性能提高到一个新的高度。

其中，DSP是英文Digital Signal Processor的词头字母缩写，其含义为数字信号处理器，是一种对数字信号进行分析处理的专用芯片。

矢量控制，在国外多称为磁场定向控制（Field Orientation Control），其核心思想是以电机磁场为坐标轴基准方向，通过坐标变换的方法，实现对电机转矩和磁通的解耦控制。

无速度传感器矢量控制系统转速辨识方法研究

无速度传感器矢量控制系统模型，动态速度估计器、型参考自适应、对模滑模观测器等几种速度辨识方
法进行了仿真、较和分析．比关键词：矢量控制；速度传感器；速辨识无转
中图分类号：ＴＭ９１２
电机在对称运行的条件下，定子和转子的磁场为圆形旋转磁场并以同步角速度进行旋转，转子以硼旋转，以转差硼割旋转磁场，产生电磁切
转矩．过磁通观测器，以观测到转子磁通，转通可由
林国汉，李晓秀
（南工程学院电气信息学院，潭４１０）湖湘１１１
摘要：转速辨识是无速度传感器矢量控制系统的关键问题之一．绍了当前研究的具有代表性的异介步电动机无速度传感器矢量控制系统速度辨识方法，用ＭＡＴＡＢＳＭＵＬＮＫ建立了异步电动机利Ｌ／ＩＩ
（Ｄ）６、ｂ－乘法［利用电机磁化电流无功功ＳＥ［最／－］、
率实现转速辨识＿、阶闭环状态观测器法、Ｉ自８全］Ｐ
适应调节器法等．这类方法对电机模型进行了理想
化的假设，依赖于电机的理想数学模型．第二类方法
即：
叫一硼１叫一（）１
电压信号来估算电机的速度，如直接计算法（又可分为基于电压模型的转速辨识、于电流模型的转速基

感应电机双滑模面变结构MRAS转速辨识

第14卷第10期2010年10月电机与控制学报ELE CTR IC M ACH I NE S AND CONTROLVo l 14No 10Oc.t 2010感应电机双滑模面变结构MRAS 转速辨识王庆龙1, 张兴2(1.合肥学院电子信息与电气工程系,安徽合肥230601;2.合肥工业大学电气与自动化工程学院,安徽合肥230009)摘要:为了研究感应电机无速度传感器磁场定向控制系统,基于变结构控制和自适应控制理论,提出一种双滑模面变结构模型参考自适应观测器,用于感应电机的转速辨识。

该方法将变结构和模型参考自适应系统进行有机的整合,选择转子磁链电压模型和电流模型分别作为参考模型和可调模型,采用两模型输出的偏差构造了两个滑模面,利用代数计算方法获得转子估计速度。

理论分析和仿真结果表明:所提出的感应电机转速辨识方法具有较高的转子磁链观测准确度,改善了转速估计的动静态性能;对于参数变化具有很强的自适应能力,同时算法简单,适用于实时应用。

关键词:感应电机;无速度传感器;矢量控制;模型参考自适应;双滑模面;变结构;辨识中图分类号:TM 346+.2文献标志码:A文章编号:1007-449X (2010)10-0032-05Double m anifol d variable structureMRAS s peedi dentification for i nduction motorWANG Q ing long 1, Z HANG X ing2(1.Depart m ent of E l ec tron i cs and E l ectrical Eng i nee ri ng ,H efe iU n i versity ,H efe i 230601,Ch i na ;2.Co llege of E l ectrical and Au t om atic Eng i neering ,H e fei Un i v ers it y o f T echno logy ,H e fe i 230009,Ch i na)Abst ract :A novel strategy of doub le m anifold variab le structure m ode l reference adapti v e syste m (VSMRAS)observers for the speed identificati o n o f a senso rless field oriented vector contro lled i n duction m o to r dri v es w as presented.Th is observers co m bined MRAS w ith variable str ucture contro,l selected the vo ltage mode l o f rotor fluxes as the reference m ode l and the currentm ode l of rotor fluxes as the adj u stable m ode,l and for m ulated doub le m anifold accor d i n g the ou t p ut errors o f t w o m odels .In the presented ob ser vers ,t h e speed w as esti m a ted by algebraic .Theoretical ana l y sis and si m ulation resu lts show that the presented observers possesses t h e verac ity of fl u xes observers and i m proves the dyna m ic and static per fo r m ance of t h e speed esti m ation .It see m s very robust to variab le para m eters and less co m putational co m p lex ity ,and is suitab l e for rea l ti m e app lication .K ey w ords :i n duction m otors ;speed sensorless ;vector contro;l m odel re ference adapti v e syste m;doub le m an if o ld ;variable structure ;identification收稿日期:2010-03-21基金项目:安徽省高等学校省级自然科学基金(KJ2008B121)作者简介:王庆龙(1968 ),男,博士,副教授,研究方向为电力电子与电力传动、风力发电等;张兴(1963 ),男,博士,教授,博士生导师,研究方向为电力电子与电力传动、风力发电、太阳能发电等。

变频调速异步电动机转速辨识的研究

变频调速异步电动机转速辨识的研究张龙【摘要】转速辨识的准确性直接关系异步电动机变频调速系统的性能.基于Matlab/Simulink仿真软件,完成模型参考自适应(MRAS)转速辨识下矢量控制系统的建模.在该模型下观测所得转速与实际转速的差值,决定辨识转速的精确度.研究表明,基于MRAS的无速度传感器控制系统能够较准确地辨识转速,从而提高调速系统的性能.【期刊名称】《煤矿机电》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】3页(P48-50)【关键词】变频调速;转速辨识;模型参考自适应控制【作者】张龙【作者单位】中煤集团大屯公司龙东煤矿,江苏徐州221613【正文语种】中文【中图分类】TM346+.20 引言因直流调速系统结构复杂，维护困难［1］，高性能的交流调速系统逐渐取代直流调速，在大功率拖动领域扮演非常重要的角色［2］。

一般的矢量控制系统是通过编码器直接辨识速度的，但是编码器的使用增加了系统复杂程度同时降低了系统的可靠性。

无速度传感器矢量控制方案［3，4］逐渐成为高性能变频调速的必备系统。

其控制性能与转速辨识的精确度有直接的关系，转速辨识是异步电动机变频调速系统的研究重点［5］。

1 电动机转速辨识方法1.1 直接计算法设异步电动机为理想模型，转速为:式中，ωr为转子转速;ω1为同步转速;ωs为转差频率。

直接计算法容易实现。

但因采用开环控制方式，而磁链无闭环辨识过程依赖于电动机参数，系统抗干扰性能较差，一般适用于控制要求低的场合。

1.2 模型参考自适应法参考模型和可调模型是MRAS 方法估算的基础。

参考模型不包含辨识量，而可调模型中需要包含辨识量。

MRAS 基本思想是选择合适的自适应模型，调节可调模型的输出，逐渐逼近参考模型输出值［6］。

对于转子磁链定向的矢量控制系统，需要采用基于转子磁链的MRAS 方法，参考和可调模型输出量为转子磁链。

遵循模型选择的基本原理，以磁链观测中的电压模型作为参考模型，电流模型作为可调模型，系统框图如图1 所示。

无速度传感器交流电机控制转速辨识方法简介

差信息。这种方法突出的特点是算法简单，直观性强，动态响应快，可较好地工作于动静态过程。但该方法对电机参数的准确性要求比较
高，当电机参数变化时．计算精度将受到严重影响。由于缺少任何误差校正环节，干扰性能差，甚至可能导致系统出现不稳定现象。尤抗其是当电机转速低于最低转速时，电动势的值很小，几乎无法准确反
（）３观测器估计法。观测器的实质是状态的重构，其原理是重新构造一个系统，利用原系统中可以直接测量的变量（输出变量和如输入变量）为它的输入信号，作并使其输出信号ｚ（在一定的条件下常，称ｘＯ为Ｘ，的重构状态或估计状，）（（）态，而称这个用以实现状态重构的系统为观测器。无速度传感器控制中使用的观测器有：全阶状态观测器、降阶状态观测器、滑模观测器、展卡尔曼滤波器。观测器估计法具有稳定性好、鲁棒性强、适扩用面广的特点，但由于算法比较复杂，计算量较大，受到计算机或微
处理器计算速度的限制而未被产业化。
【黄志武无速度传感嚣直接转矩控制策略的研究【１４】Ｄ】长沙：中南大．
学，２０：１—１０６０１ｆ１周为，刘和平，刘述喜．应电动机无速度传感器矢量控制综述５感
１转速辨识方法
近年来，国内外学者针对无速度传感器技术进行了大量的研究工作。无速度传感器技术已获得了广泛的应用，现将几种比较典型的转速辨识方法介绍如下。（）１基于电机模型的直接计算法。直接计算法的出发点是根据电机的基本电路和电磁关系式，过适当的数学变换，得到转速或转经

异步电机无速度传感器速度辩识的仿真研究

关键词：直接转矩控制；速度传感器；无粒子群算法；神经网
中图分类号：Ｐ８Ｔ１３文献标识码：Ａ
ＳｍｕａｉｎｏｐｅｄｎｉｃｔｎｏｐｅｅｓｒｅｓｉｌｔｎＳｅｄＩｅｔａｉｆＳｅｄＳｎｏｌｓｏｉｆｏ
ｌｃｉａｉｎｏａｓｔｔ．ＴｍｐｏｅｔｅＢｅｒｌｎｔｒｏｖｒｅｃｐｅｄａｃｒｃ，ｔｅｏｔｚｄｎｕａｅｗｏｋｉｌｕｏｏｉｒｖｈＰｎｕａｅｗｏｋｃｎｅｇｎｅｓｅｄａｃｕａｙｈｐｉｅｅｒｎｔｒｓｎｍｉｌｕｅｏｃｎｏｐｅｄｎｉｅ．ＳｍｕａｉｎｅｐｒｎｓｃｒｉｄｏｔｎｔｅｐａｏｍｆＭａｌ／ｉｌｋｉｌｔｎｓｄｔｏｔｌｓｅｄｉｅｔｉｒｉｌｔｘｅｍｅｔａｒｕｈｌｔｒｏｔｒｆｏｉｉｅｏｆｂａＳｍｕｉ．Ｓｍｕａｉｎｏ
ｒｓｌｈｗｔａｈｓａｇｒｈｈｓａｃｌｒｔｄｔｅｉｅｔｙｓｅｄａｄｉｒｖｄｔｅｉｅｔｙａｃｒｃ，ａｄｔｅｅｏｅｅｕｔｓｏｈｔｔｉｌｏｉｍａｃｅｅａｅｈｄｎｉｐｅｎｍｐｏｅｈｄｎｉｃｕａｙｎｈｒｆｒｓｔｆｆｔｉａｇｒｈｈｏｄｉｅｔｙｅｅｔｈｓｌｏｔｍａｇｏｄｎｉｆｃ．ｉｓｆ

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作者简介：张敬恩(1983- )，女，硕士研究生，研究方向为机电传动与控制。

随着电力电子技术、计算机技术和变频调速控制技术的发展，高性能的变频调速系统得到了广泛的应用，其一般离不开速度的闭环控制，这样必须实时获取电机转速。

通常人们是利用电机同轴安装高精度的速度或位置传感元件，如光电编码盘和测速发电机等。

但速度传感器的存在不仅阻碍了电机向高速化、小型化的方向发展，同时其安装也给系统带来了一些缺陷：(1)系统成本大大增加，精度越高的码盘价格也就越贵；(2)存在同心度问题，安装不当将影响转速的检测；(3)使电机轴向上体积增大，而且给其维护带来一定困难，降低了系统的机械鲁棒性；(4)在高温、高湿的恶劣环境下无法工作，而且码盘工作精度易受环境条件的影响。

由于以上缺陷，使得人们改为研究无需速度传感器的电机转速辨识方法。

20世纪70年代，有学者提出利用电流、电压等易于测量的物理量对电机转速进行辨识的无速度传感器技术，它解决了因安装速度传感器给传动系统造成的上述问题。

目前，国外已有实用的无速度传感器通用变频器产品，而国内在无速度传感器变频调速方面的研究起步较晚，与国外有很大的差距。

因此开发具有完全自主知识产权的无速度传感器变频产品已成为当务之急。

1 转速辨识方法分类从电机模型理想化程度的角度可将无速度传感无速度传感器变频调速系统转速辨识方法研究张敬恩(大连交通大学，辽宁大连 116028)Abstract: From the angle of ideal perspective of motor models, the speed sensor-less control strategy is divided into two categories of ideal model and non-ideal characteristics to identify rotation speed. Introduction and analysis were made to theoretical key points and advan-tages and disadvantages of several relatively typical speed identi ﬁ cation methods. On basis of direct rotation torque control, speed sensor-less frequency control system model was designed and carried out simulation, test parameters and simulation diagram given. Also the future research direction is to raise dynamic and static characteristics of the control system further; to improve performance under low speed; to strengthen robustness of the system to motor parameters change, so as to reduce complexity of the system and to make study results more practical.Key words: speed sensor-less; frequency control; speed identi ﬁ cationZHANG Jing-en（Dalian Jiaotong University, Dalian 116028, China ）Study on Speed Identi ﬁ cation Methods for SpeedSensor-Less Frequency Control System摘要：从电机模型理想化程度的角度将无速度传感器控制策略分为基于理想模型的转速辨识方法和基于非理想特性的转速辨识方法两大类。

介绍和分析了几种比较典型的转速辨识方法的理论要点和优缺点，在直接转矩控制基础上设计了无速度传感器变频调速系统模型并进行仿真，给出了试验参数及仿真图形，并提出了今后的主要研究方向是：进一步提高控制系统的动静态特性，改善低速下的性能；增强系统对电机参数变化的鲁棒性；降低系统的复杂性，使得研究成果更为实用化。

关键词：无速度传感器；变频调速；转速辨识中图分类号：TM921.51；TP212 文献标识码：A 文章编号：1007-3175(2010)02-0018-05器控制策略分为两大类：(1)基于理想模型的转速辨识方法；(2)基于非理想特性的转速辨识方法。

第一类方法是利用电机的数学模型和检测到的定子端电流、电压信号来估算电机的速度，如直接计算法[1]、模型参考自适应法(MRAS)[2]、扩展卡尔曼滤波法(E K F)等。

这类方法依赖于电机的理想模型，即具有一些理想化假设的电机模型：电机的动态方程(派克方程)假定电机三相绕组对称，绕组产生的磁动势沿气隙圆周按正弦规律分布，只考虑电机气隙基波磁场的作用，忽略磁路饱和、磁滞和涡流，忽略绕组的集肤效应等。

第二类方法是通过提取定子端电流、电压谐波中包含的有关电机转子位置和速度信息来辨识电机的速度，如转子齿谐波法、高频信号注入法[3-4]、基于人工神经网络估计法[5-6]等。

这类方法基于被忽略的电机非理想特性，比如磁饱和、集肤效应、齿槽效应、人造转子凸极、转子偏心等。

2 转速辨识原理经过几十年的发展，在矢量控制和直接转矩控制这两种高性能的交流调速控制方法上，无速度传感器技术已获得了相当广泛的应用。

现将几种比较典型的转速辨识方法的理论要点和优缺点介绍如下。

2.1 基于理想模型的转速辨识方法2.1.1 直接计算法这种方法的出发点是根据电机的基本电路和电磁关系式，推导出关于转速或转子位置角的估计表达式，包括异步电机无速度传感器的矢量控制、转差频率计算法、基于状态方程的直接综合法及永磁同步电机的基于电机端电压和电流检测的直接计算方法。

该方法的特点是计算简单，动态响应快。

但它对电机参数的准确性要求比较高，随着电机运行状况的变化(如温度升高)，电机参数会发生一定的变化，导致转速和位置的估算偏离真实值，而这种方法没有补偿或校正环节。

因此，应用这种方法时最好结合电机参数的在线辨识。

而且这种方法最大的问题在于，当电机的转速低于最低转速(典型的为基速的5%)时，反电动势的值很小，几乎无法准确测量，此时这种方法将不再适用。

由于磁链由反电动势积分求得，再加上积分器的零漂问题使得到的磁链值会有积分误差。

当电机转速较低时，问题更为严重。

总之，在实现系统时，加上系统辨识和误差校正环节来提高系统抗参数变化和干扰的鲁棒性，是这种方法获得良好效果的努力方向之一。

2.1.2 模型参考自适应法MRAS也是一种较常用的估算转子位置和速度的方法。

其辨识参数的主要思想是将不含未知参数的方程作为参考模型，而将含有待估计参数的方程作为可调模型，两个模型具有相同物理意义的输出量，利用两个模型输出量的误差构成合适的自适应律来实时调节可调模型的参数，以达到控制对象的输出跟踪参考模型的目的。

这方面较有影响的是Shcuader提出的方法[7]，如图1所示，选取不含有真实转速的磁链方程(电压模型)作为参考模型，含有待辨识转速的磁链方程(电流模型)作为可调模型，以转子磁链ψ和ψ作为比较输出量，采用PI自适应律估计转速ω，状态和速度的渐进收敛性由Popov的超稳定性理论来保证[8]。

MRAS在异步电机及永磁同步电机的无速度传感器控制中已有很多应用。

但是这种方法基于电机的基波模型，电机参数发生变化时，转速的估计精度将下降，尤其在电机低速运行时更为严重。

由于MRAS的速度观测是以参考模型的准确为基础的，参考模型里包含的电机参数准确程度将影响到速度辨识和控制效果，所以需要考虑对多个参数同时进行辨识，并保证参数和系统状态同时收敛到真值。

所以，M R A S法今后的主要研究方向有：(1)合理选取参考模型和可调模型，力求减少变化参数的个数；(2)选择参数自适应律，在提高收敛速度的同时保证系统的稳定性和对参数的鲁棒性。

2.1.3 扩展卡尔曼滤波法卡尔曼滤波是20世纪60年代初提出的一种最小方差意义上的最优预测估计的方法，它的突出特点是可有效削弱随机干扰和测量噪声的影响。

扩展卡尔曼滤波法则是线性卡尔曼滤波器在非线性系统中的推广应用。

如果将电机转速也看作一个状态变量，而考虑电机的五阶非线性模型，在每一步估计＾＾图1 自适应转速辨识系统原理图19时都重新将模型在该运行点线性化，再沿用线性卡尔曼滤波器的递推公式进行估计，这种方法可有效地抑制噪声，提高转速估计的精确度。

但是，推广卡尔曼滤波器要用到许多随机误差的统计参数，由于模型复杂、涉及因素较多，使得分析这些参数的工作比较困难，需要通过大量调试才能确定合适的随机参数。

为满足实时控制的要求，需要用高速、高精度的数字信号处理器来完成计算，这使得无速度传感器变频调速系统的硬件成本提高。

2.2 基于非理想特性的转速辨识方法2.2.1 转子齿谐波法为克服估算中对电机参数的依赖，一些学者提出了利用基于转子齿谐波信号中与转速相关的频率成分来提取转速的思想。

感应电机定子和转子的铁心表面存在齿槽，故气隙中有谐波磁场。

在转子旋转时，谐波磁场会在定子绕组中感应出谐波电压和电流。

通过对定子电压和电流滤波可得转子的齿槽谐波量，根据检测到的谐波频率与转速的关系可得转子转速[9]。

随着数字信号处理(DSP)技术的完善和发展，以及高速DSP 芯片、快速傅里叶变换(FFT)芯片的出现，这种方法有了发展的空间。

由于定子电流中的谐波信号较强，为提高测量的精度和对噪声的鲁棒性，一般采用定子电流的谐波检测方法。

转其中：Z r 为转子槽数；f sh 转子齿谐波频率；f 1为基波频率；f 为转子频率；p 为极对数。

因此，估计转速时需知道转子槽数和利用D S P技术提取谐波信号频率。

因检测的谐波是由基波激励形成，故在低速下易受到噪声干扰，采用FFT频谱分析较困难。

2.2.2 高频信号注入法为解决电机低速时转子位置和速度估算不准的问题，美国的Lorenz 等学者另辟蹊径，提出了高频信号注入法。

其基本思想是在电机出线端注入三相平衡的高频电压(或电流)信号，利用电机内部固有的或人为的(如对电机进行改造)不对称性，使电机产生一个可检测的磁凸极，通过检测对应的高频电流(或电压)响应来获取转子位置和速度信息，因此这种方法也称之为磁凸极追踪法。