1.课题的背景与意义

开关磁阻电机运行时需要精确的转子位置信息，传统的SRM转子位置检测广泛采用霍尔传感器、光电编码器等来获取位置信息，这种检测方法实现方便，但传感器的安装和使用也存在着局限性^[12]。

首先，使用位置传感器提高了SRM系统的成本。一般传感器的成本较高，随着检测精度和性能的提高，其价格也相应地增加，系统成本的升高会直接限制SRM在一些价格敏感市场的应用及推广。其次，位置传感器的稳定性受环境影响很大。在灰尘较多的环境中，光电传感器受到的影响较大，可能导致信号脉冲的丢失；另外，霍尔传感器受温度的影响较大。位置信号的错误会直接导致系统的可靠性大大降低，严重时还会危及整个系统的安全。最后，安装位置传感器会增大系统的体积和复杂性，而在一些特殊应用场合如航空航天领域，对电机的尺寸和重量有严格的限制。

专家们鉴于以上的弊端致力于研究如何去除传感器的不利影响，提出了采用无位置传感器来检测转子的位置。无位置传感器技术的研究对降低SRM传动系统制造成本、提高系统可靠性、减小系统体积具有重要意义，是目前SRM研究领域热点之一^[13-15]。

2.课题的国内外研究现状的介绍以及应用前景

无位置传感器技术一直是开关磁阻电机研究中的热点问题，目前主要的国外研究机构有美国德克萨斯大学、艾克朗大学、俄亥俄州立大学、威斯康辛麦迪逊大学和弗吉尼亚理工大学，英国的剑桥大学和利兹大学，日本的明治大学、东京理工学院，新加坡国立大学，印度科学院；国内主要研究机构有浙江大学，天津大学，西北工业大学和南京航空航天大学等；另外，一些著名的公司如GE、Emerson、Switched Reluctance Drives Ltd等也都开展了相关的研究。但目前的研究仍处于原理验证阶段，并没有相关的产品问世。

SRM由于其特殊的双凸极结构、磁路高度饱和以及涡流和磁滞效应明显等特点，使得其电磁特性与绕组电流、转子位置角呈高度非线性关系。而无位置传感器技术是利用电机的相电流、相电压等可测电信号，来估计磁链、自感、增量电感以及反电势等电磁特性参数，并利用这些电磁特性参数与位置角、相电流之间的非线性关系来间接获取转子位置信息，从而实现转子位置估计和无位置传感器运行。关于SRM无位置传感器技术的研究自20世纪80年代中期就有持续的相关报道。自1985年由Acarnley教授等人提出”相电流波形法”以来，SRM无位置传感器技术就开始引起高度重视，诸如调制解调法、高频脉冲注入法、互感检测法、磁链／电流法、电流梯度法、电感模型法、反电势估计法、智能拟合法以及观测器系列算法等多种位置估计算法被相继提出。从现有文献来看，目前所提出的各种算法都各有特色，但尚未建立一套完整的适合全转速范围的无位置传感器技术。

目前开关磁阻电动机调速系统应用较好的领域是：

1.电动车辆的驱动系统具有串励特性的SRM适合车辆电驱动应用。美国的好几家公司，意大利菲莱特汽车公司，中国的东风公司和华中科技大学都已成功的开发了电动车驱动系统的开关磁阻电机驱动系统。

2.车辆、飞机的启动/发电SRM在发电工作时输出脉冲电流若配以储能元件或电容可作为直流电源应用如小型风力发电机、汽车发电机和航空发电机应用。

3.矿山、石油钻井等恶劣环境下用的牵引输送机械的驱动系统