第

25

卷第

10

期

2008

年

10

月

机 　　电 　　工 　　程

M ECHAN ICAL & ELECTR ICAL EN G IN EER IN G MA GAZ IN E

Vo l. 25 No. 10

O ct. 2008

收稿日期

: 2008 - 04 - 03

作者简介

:

任 　

U ( 1963 - ) ,

男

,

浙江上虞人

,

教授

,

主要从事计算机智能控制 、

计算机网络技术方面的研究

. E

2

mail: renyu@ hdu. edu. cn

永磁同步电机双向检测启动控制的研究

任 　U

1

,王佳琪

1

,楼健人

2

( 1.

杭州电子科技大学 软件与智能控制研究所

,

浙江 杭州

310018; 2.

杭州市科技局

,

浙江 杭州

310006)

摘 　要 :针对永磁同步电机 ( PMSM )启动控制的设计与实现过程 ,以数字信号处理芯片 TMS320LF2812为
核心控制单元 ,采用霍尔传感器与增量式光电编码器等位置反馈元件 ,提出了通过粗测与双向精准检测
来测量确定启动位置的方法 。用该方法控制启动电流 ,可以避免过流或欠流等问题 。最后 ,利用 Matlab
建立了模型 ,通过仿真验证了该方法的应用对启动电流等方面的控制优点 。试验表明 ,该方法能实现对
电机转子启动位置的精确控制 。
关键词 :永磁同步电机 ;双向检测法 ;Matlab;启动电流 ;霍尔传感器
中图分类号 : TP273　　　　文献标识码 : A

文章编号 :

1001 - 4551 ( 2008) 10 - 0046 - 03

B i

2directiona l detection control of the in itia l position for PM SM

REN Yu

1

, WAN G J ia

2qi

1

, LOU J ian

2ren

2

( 1. Institu te of Com pu ter S oftw a re and In telligen t Con trol, Hangzhou D ianzi U n iversity, Hangzhou 310018, Ch ina;

2. Hangzhou S cience and Technology B u reau, Hangzhou 310006, Ch ina)

Abstract: A im ing at the start

2

up design and imp lem entation p rocess of the perm anent m agnet synchronous mo to r ( PM SM ) , the

D SP TM S320LF2812 was used as the core contro l unit. Such as Hall sensors and increm ental op tical

2

electrical encoder were used

as position feedback devices. The bi

2

directional detection through rough m easurement and p recision measurem ent to determ ine the

start po sition was p roposed. The starting current was controlled, and the troubles were avoided, such as overflow ing, less flow

and so on. A t the last, the relevant M atlab model was built. The m erits of contro lling the starting current w ith the app lication of

this m ethod were validated by sim ulation. The test results indicate that the system can realize comparatively p recise position con

2

tro l of the mo tor.

Key words: perm anent m agnet synchronous motor ( PM SM ) ; bi

2

directional detection; M atlab; starting current; Hall senso r

0

　前 　言

随着永磁材料技术 、

半导体技术和控制技术的发

展 ,永磁同步电机 ( PMSM )在工业控制领域逐渐取代
了直流电机 ,取得了主导地位 。优化交流电机控制系
统 ,也就是优化环节 ,尤其是启动和制动等交流伺服电
机控制中的关键环节 。如今 ,国内外较多地研究了无
位置传感器

[ 1

2

2 ]

和单位置传感器

[ 3 ]

等转子位置控制方

法 ,这两种研究方向都立足于高精度的测量与计算 ,并
对光电编码器的分辨率有很高的要求 ,尤其前者在 d

2

q轴与 ABC三相之间的夹角的控制时 ,只能对三相电

流进行调节 ,使转子固定于一点 ,而不能确定转子初始
位置 。在转子不允许出现反转情况时 ,诸如缝纫机等
应用 ,在这类要求具有高位置控制精度的情况下 ,就需

要安装增量式编码器 、

霍尔传感器元件等位置反馈器

件 ,以此获得转子磁场的准确位置

[ 4

2

5 ]

。

本研究主要介绍永磁同步电机双向检测启动控制

的研究 。

1

　双向检测电机启动控制

1. 1　电机的矢量控制

通过空间矢量控制的方法 ,可以将交流伺服电机

转换成励磁绕组和电枢绕组与转子同步旋转的直流电

机 。由于永磁同步电机的数学模型是建立在转子相应

的 d

2q旋转坐标系上的 ,所以其矢量的控制是按转子

的磁场进行定向的 。

本研究采用的控制方案为三闭环模式如图 1 所

示 ,包括 :速度环 、

电流环和位置环 。