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３－２位置检测与开关管触发逻辑

系统中，晶闸管的导通和关断是根据转子位置

检测值、电机转向和电机运行状态来控制的。而设

定合适的定转子空间坐标，不仅能确定电机转子的

绝对位置，还可简化逻辑设ｉ１。本文中所应用的坐

标系统见图Ｉ。

为使电机获得最大的出力，电机定子合成磁势

与转子磁势间夹角应在１２０。～６０。间变化；转子位

置传感器检测的转子位置在０。～３６０。间变化。经分

析，电机四象限运行，电机系统的晶闸管ＶＴ，～

ＶＲ触发时序如图４所示。

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图４四象限运行晶闸管导通时序表

电机四象限运行，实际可包括如下六种状态切

换：

（１）正向电动甘正向制动，为可逆的两种状态

切换，电机工作在一、二象限。当电机转子处于同

一区域时，晶闸管导通序号相差３，即ＶＴ，ＶＴ，＋１

骨ＶＴ，＋３ＶＴ。＋４。电机转向不变。

（２）正向制动｛反向电动，为单向变化状态切

换，电机工作在二、三象限。当电机转子处于同一

区域时，晶闸管导通序号相等，即ＶＴ，＋３ＶＴ。＋４ｊ

ＶＴ，＋，ＶＴ。＋４。电机转向改变。

（３）反向电动∞反向制动，为可逆的两种状态

切换，电机工作在三、四象限。当电机转子处于同

一区域时，晶闸管导通序号相差３，即ｖＴ。＋３

ＶＴ，＋４∞ｖＴ，ｖＴ，＋１。电机转向不变。

（４）反向制动４正向电动，为单向变化状态切

换，电机工作在一、四象限。当电机转子处于同一

一５８一

区域时，晶闸管导通序号相等，即ＶＴ，ｖＴ。ｊ

ＶＴ．ＶＴ。＋ｌ。电机转向改变。

晶闸管的触发逻辑与主电路的拓扑图有关。在

主电路的拓扑图一定的条件下，根据系统对运行状

态转换反应速度要求的不同，町依据图４设计出不

同的触发逻辑结构。具体逻辑结构设计将另文阐

述．

４

Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ下系统仿真殛结论

文中所讨论的仿真系统建立在Ｍａｔｌａｂ／

Ｓｉｍｕｌｉｎｋ平台上。系统模块间通过数字测量器（如

数字电压表、电流表）、受控源（电压、电流）及

开关管数字触发信号进行联络，使电机系统按照设

定值实现电机起停、升降转速和改变运行状态等目

标。

仿真系统以元件搭建组成模块，与本文３．１节

模块一致（图３），介绍如下：

（１）主电路模型主电路模块包括系统中的变

频器模块和电机模块。主电路斩波器一逆变器一电

机一辅助电路中的元件，包括电阻、电感、电容和

各种开关管，都可以直接调用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ的Ｐｏｗｅｒ

Ｓｙｓｔｅｍ工具箱提供的模块。主电路模型按系统主

电路拓扑图构造，而其中电机模块，可参照图２等

效电路模型。电机模块中的反电势在Ｓｉｍｕｌｉｎｋ中

为受控电压源，按式（１）输出电机对应相的反电

势值。仿真系统会根据设定的时序触发开关管（参

见图４），实现电机状态的切换。

（２）开关管触发逻辑模块

开关管触发模块输

入为各种电压、电流、电机转向和运行状态信息，

经过逻辑判断，输出开关管触发信号。根据设计思

想的不同，触发模块既可采用基于真值表的组合逻

辑电路设计，也可采用基于状态表／状态图的时序

逻辑电路设计，Ｓｉｍｕｌｉｎｋ提供了进行逻辑设计所必

须的逻辑比较、与或非门和存储元件（Ｒ—ｓ触发器

等）。

（３）转速／电流控制模块模块输入为主电路

直流环节电流瞬时值、电机转子转速瞬时值，经

ＰＩ调节，输出信号送主电路斩波器。模块中的ＰＩ

调节器可定制Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ提供的ＰＩＤ调节

器。

在Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ下进行系统仿真，仿真模

型参数如下：Ｕｄ＝４２０Ｖ，Ｒ。＝０．２６６０，Ｌ。＝

万方数据