90°

,通过这两相信号能够判断出电机的转动方向。电

机每转一周 , QEP_ INDEX脉冲就发出一个基准校零信
号。电机在运转过程中 ,采用 SVPWM 方法来控制电
流矢量 ,使其超前转子磁极 90°

。通过双向检测法启

动后的电流矢量不一定正好超前 90°

,这样就造成了

产生的力矩不为最大的情况 ,故需要再用编码器中的

QEP_A、

Q EP_B 相信号来精确确定转子的电角度。

启动环节的控制中 ,起始位置检测的目的是能够对

电机的电流、

速度以及转矩的控制进行优化 ,达到预期

的目标。启动时需要一个较大的转矩 ,才能使电机摆脱
静止状态而进入运行状态 ,故需要通一小段时间较高的
电流来带动电机 ,这是正常启动和实施的基础。然而 ,
启动电流如果过高 ,就会造成过流等严重后果 ;启动电
流不够 ,导致转矩不够而带不动电机转动。转子轴为 d
轴 , q轴顺着旋转方向超前 d轴 90°

电角度 ,给出的电流

矢量就落在 q轴上。因此 ,采用了双向检测起始位置
后 ,一旦确定了转子的电角度 ,就能够直接控制电流 ,用
最小的电流幅值得到最大的输出转矩 ,有效地避免了前
面所提及的现象 ,使电机控制达到节能、

高效等优点。

　电机启动环节的仿真

电流、

速度以及转矩这 3项数据是电机控制中至

关重要的控制单元 ,尤其是对于启动的环节 ,因此 ,适
当地控制启动电流、

速度和转矩的启动变化是仿真所

要得到的结果。

本研究采用 Matlab来实现电机启动电流、

速度以

及转矩三者的仿真。硬件平台采用 TMS320LF2812作
为主控芯片 ,通过光耦隔离方式来控制驱动功率 IPM
模块 , 电机为双极永磁同步电机 , 其额定功率为

500 W ,额定转速为 3 000 r/m in,采用三相霍尔传感器

和 500线的增量式光电编码器作为位置环与速度环的
反馈元件。转矩设置为 4 N・m,速度设置为 100 r/m in。

笔者分别就有无采取双向检测法确定启动位置进

行了启动的仿真。采取启动位置检测的仿真模型是在
无启动位置检测模型的基础上增加了 S

2Function模

块 ,将 AdjustPosition函数仿真实现 (如图 5所示 ) 。

图

　启动环节电流控制仿真模型

　仿真结果

仿真结果如图 6、

图 7 所示。未使用双向位置检测的

转子启动时 ,根据速度的仿真结果可以看出会产生短
时间的反转现象。而使用了检测的仿真结果在启动时
只是产生微动 ,并无反转现象。在电流的控制上 ,相对
可以使启动电流的超调量减小 , 平稳时间减短。电流
控制直接影响到转矩的控制 ,因此转矩的控制也能达
到同样效果。

　结束语

经 M a tlab / S im ulink仿真试验证明 ,本控制系统与

转子启动位置双向检测法的结合使得电流、

速度以及

(下转第 58页 )

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机　　电　　工　　程

第

卷