在航空电源、风力发电这类对设备可靠性要求极高的领域，电励磁双凸极发电机（DSEG）一直是行业关注的核心方向。它结构简单、磁场调节灵活、故障后易于灭磁，适配严苛的工业场景。但长期以来，它的性能释放始终受发电方式的限制。

传统的不控整流发电方案，虽然无需获取转子位置信息，控制逻辑简单，却存在明显的输出功率上限，无法充分发挥发电机的设计潜力。而可控整流发电虽然是提升 DSEG 输出功率的有效途径，却高度依赖转子位置传感器，额外增加的硬件不仅推高了系统成本，还降低了设备在复杂工况下的运行可靠性，这也成了行业内亟待突破的技术痛点。

针对桥式半控正弦化 DSEG 系统，河海大学电气与动力工程学院的周兴伟、郭耀武等研究者，提出了一种基于电流梯度的无位置传感器控制策略，在不增加额外硬件电路的前提下，实现了发电机可控整流的稳定无位置传感器运行。

图1 12/10极电励磁双凸极发电机结构

研究者首先从桥式半控 DSEG 的工作模态展开分析，找到了核心技术突破口：在发电机的负向换相区间这一特殊位置区域，三相绕组电压会被钳位至零，此时包含转子位置信息的感应电动势，与相电流梯度存在明确的对应关系，这就为转子位置的估算提供了核心依据。

但在实际运行的系统中，PWM 斩波会导致电流波形出现高频波动，直接计算电流梯度的难度极大，根本无法落地应用。针对这一问题，他们提出了基于脉冲触发的电流梯度获取方法，可精准提取负向换相区间内的绕组感应电动势信息；同时为了避免续流电流反向增大造成的脉冲误触发，还配套了基于非导通相判定的触发信息约束方法，大幅提升了位置识别的准确率与抗干扰能力。

图2 实验平台示意图

最终，研究者通过脉冲触发估算得到三个基准位置，结合转速估算结果，就能获得全周期的转子位置估计角，完整实现了 DSEG 桥式半控整流发电的无位置传感器运行。

在 12/10 极正弦化 DSEG 样机上的实验验证显示，这套方法在宽转速、不同负载的稳态与动态工况下，都能实现精准的转子位置估计，且无需提前预知系统参数，也不用额外增加硬件，适配性较强，有望推广应用到其他类型的 DSEG 发电系统中。

目前这套方法仍有优化空间，比如在转速快速变化的动态过程中，位置估计会产生一定误差，后续研究者计划采用基于转子加速度不变的方法，进一步提升动态工况下的位置估计精度，同时也会针对传统方波型双凸极电机的特性，完成适配性改进。

本工作成果发表在2025年第6期《电工技术学报》，论文标题为“基于电流梯度的桥式半控电励磁双凸极发电机无位置传感器控制”。本课题得到国家自然科学基金和江苏省自然科学基金的支持。