随着电动助力车的发展，其作为一种便捷、环保的交通工具在国内外有着广大的市场前景。电动助力车用驱动电机作为车辆的核心动力单元，与整车的性能有着密不可分的关系。随着永磁材料的发展，永磁同步电机（PMSM）逐渐走向小体积与低成本化，又凭借其能效比高、易于控制等优点，逐步成为电动助力车用驱动电机的首选。

在控制算法中获取永磁同步电机的转子位置信息和速度信息方面，采用高精度位置传感器可保障电机有较好的控制效果，如旋转变压器与光电编码器等位置传感器可对转子位置进行实时高精度的跟踪，对于电机转速控制、输出峰值电流抑制与噪声抑制等方面有较好的有效性。但在电动助力车行业中，使用高精度位置传感器无疑会使研发与生产成本增加，且在各类使用场景中，生产厂商也多采用中低速永磁同步电机作为电动助力车的驱动电机，采用高精度传感器也造成了不必要的资源浪费。

而低分辨率位置传感器，如开关型霍尔位置传感器凭借其价格低廉、响应迅速、可满足矢量控制要求等优点，常被应用于电动助力车的永磁同步电机矢量控制中。但是在日常使用中，安装于电机转子轴末端或轮毂内侧的霍尔位置传感器，在大批量组装阶段，难免会产生较大的公差，导致永磁同步电机的矢量控制系统无法正常工作，影响车辆驱动电机的稳定性，危害行车安全。

针对电动助力车用永磁同步电机发生霍尔位置传感器安装偏移情况下电机运行异常的问题，江苏科技大学电子信息学院、苏州仕净环保科技股份有限公司、江苏云意电气股份有限公司的李垣江、苗奎星、魏海峰、张懿、刘维亭，在2022年第21期《电工技术学报》上撰文，提出一种基于带通频率跟踪滤波器的电机转子位置与速度估算方法，可提高电机运行的可靠性和稳定性。

图1 新算法矢量控制框图

研究人员指出，利用该转子位置与转速估算法，可使电动助力车控制系统在电机发生霍尔位置传感器安装偏移的工况下，实现对驱动电机的正常控制。另外，该转子位置与转速估算法通过对霍尔信号进行矢量变换，使用带通频率跟踪滤波器提取霍尔矢量中含有的转子位置信息的方式，有效地提高了对电机转子位置与转速估算的精度。

图2 系统实验平台

他们表示，通过对比基于传统T法转速估算方法，该新型容错控制算法在转速补偿控制性能与电流补偿控制性能上均优于传统T法转速估算下的矢量控制。有效地避免了驱动电机在霍尔位置传感器安装偏移情况下产生的抖振、过电流等异常情况，提高了驱动电机的使用寿命。

本文编自2022年第21期《电工技术学报》，论文标题为“基于带通频率跟踪滤波器的永磁同步电机转子位置与速度估算”。本课题得到国家自然科学基金和江苏省研究生科研与实践创新计划的支持。