永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)因其效率高、运行可靠、功率密度高等,被广泛应用于新能源发电、电动汽车、航空航天等领域。电机受到高温、大电流冲击、振动等因素影响,随着服役年限的增加,永磁体易发生失磁故障。通过永磁磁链在线辨识来实时监测永磁同步电机的永磁体磁化状态,及时诊断失磁故障,避免出现不可逆失磁,可以提高运行的安全性和可靠性。首先,提出位置三角信号注入磁链辨识法,解决永磁同步电机数学模型欠秩问题和转子磁链和定子电阻耦合问题,实现磁链在线全秩辨识。该方法在电机转子位置(电角度)上注入一个正负对称的三角波信号,使得同步旋转坐标轴系下直轴电压响应呈三角波规律变化,利用注入信号分别为正、负时响应的直轴电压相减,得到磁链在线辨识方程,结合扩展卡尔曼滤波器算法,构建磁链观测器,实现磁链在线辨识。该方法在消掉电感和电阻参数的同时,也消除了逆变器非线性对辨识精度影响,解决了磁链辨识过程中的欠秩、耦合以及逆变器非线性问题,且注入信号的幅值较小,引起交、直轴电流变化和转矩扰动可忽略不计,适用于内置式永磁同步电机(interior PMSM,IPMSM)和表贴式永磁同步电机(surface-mounted PMSM,SPMSM)。然后,阐述了注入的位置信号频率和幅值选取原则,分析了转子位置误差对磁链辨识精度的影响,并提出高频正交方波电压注入转子初始位置辨识法来提高初始位置辨识精度,进而提升磁链辨识精度。该方法利用静止坐标轴下高频正交方波电压激发的响应电流信号辨识磁极位置;在注入高频正交方波电压的同时,向直轴注入低频正弦电流,电机的饱和程度和交直轴电感将产生变化,引起高频响应电流变化,通过对比低频正弦电流的正负峰值附近的高频响应电流的幅值来辨识磁极极性(N/S);统筹磁极位置和磁极极性辨识结果得到转子初始位置。最后,在1.5kW IPMSM系统和2.2kW SPMSM系统上验证本文提出的磁链辨识方法及其辨识精度提升方案的有效性和准确性。