近日，课题组在高性能电机控制与无传感观测领域取得重要进展，相关成果以“Vector-Magnetic-Circuit-Theory-Based Active Flux Observer for Accurate Sensorless PMSM Control”为题，被IEEE电气领域顶级期刊《IEEE Transactions on Transportation Electrification》（IF 8.5）正式录用。该期刊位列中科院一区和JCR一区。课题组成员凌阳熠为论文第一作者，周扬为通讯作者。 随着永磁同步电机不断向高速化、高功率密度和高集成度方向发展，快速提升的基波电频率显著强化了定子铁心中的涡流反作用。该效应不仅表现为额外的铁心损耗，更会从电磁场层面重构定子电流、励磁磁链与转子磁场之间的矢量映射关系，使观测磁链产生幅值衰减和相位偏移，进而导致有效磁链所携带的转子位置信息发生系统性畸变。高频铁损由此成为制约高速永磁同步电机无位置传感控制精度提升的关键理论问题。 

现有方法通常将铁损等效为电压方程中的串联或并联电阻，其本质仍是对铁损功率耗散的电路级近似。此类模型虽然能够在一定程度上描述铁损造成的能量消耗，却难以揭示涡流反作用对磁链矢量幅相特性的深层影响，更无法将这种影响显式传递至用于转子位置估计的有效磁链之中。因此，在高电频运行条件下，传统有效磁链模型与电机真实磁场之间会出现模型失配，导致转子位置可观测信息产生偏移。 

针对这一难题，本文重构了经典有效磁链概念，将矢量磁路理论引入有效磁链观测框架，提出了一种矢量磁路理论驱动的有效磁链观测器。该方法通过对矢量磁路磁链映射关系进行线性化重构，建立了与有效磁链理论相兼容的统一数学表达，将涡流反作用引起的磁链幅值衰减和相位偏移内生嵌入矢量磁路有效磁链及其等效电感之中。由此，铁损不再被视为附加于电压方程之外的等效扰动，而是被纳入决定转子位置可观测性的核心磁链状态，实现了铁损处理方式由“等效参数补偿”向“磁链形成机理重构”的理论推进。 

进一步考虑矢量磁路模型随运行频率和转速变化的动态特性，本文构建了基于机械运动方程的静止坐标系转速观测器，形成了有效磁链、转子位置与机械转速协同重构的统一观测体系，在提升稳态位置观测精度的同时，有效改善了系统的动态跟踪性能。 

仿真与实验结果表明，与传统有效磁链观测器相比，所提出方法将转子位置角估计误差降低了48.9%，显著提升了高速运行条件下无位置传感系统的观测精度。该成果为高频铁损效应下电机状态可观测性分析与高性能控制提供了新的理论基础和技术路径。

图1 矢量磁路有效磁链观测器框图

图2 动态工况下观测角度转速误差曲线

论文链接：待更新。