永磁同步电机的功率驱动为交

-直-交 PWM 方式，其中整流部分采用单相桥式不控整流，

逆变部分采用智能功率模块

(Intelligent Power Module，IPM)PS21869，它内部集成了 6 个绝

缘栅双极型晶体管

(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)及其驱动、保护电路，由 DSP 的

PWMl～6 引脚提供触发信号，能够在过流或欠压故障发生时，关闭 IGBT 驱动电路，使模
块停止工作，同时在相应故障引脚输出故障信号至

DSP 的 PDPINTA 引脚，通过硬件中断，

封锁

PWM 脉冲输出。 

3 系统软件设计 
　　永磁电机推进系统的软件主要由

3 部分组成：初始化程序、主程序和中断服务子程序。

系统复位时，首先执行初始化程序，检测、设定

DSP 内部各模块的工作模式和初始状态。主

程序负责收集电机电流、转速、转子位置等一系列实时运行信息，在满足条件时设置系统标
志位，执行相应中断服务子程序。其中，外部保护中断子程序由

PDPINTA 引脚触发，用于

在故障发生时切断

DSP 的 PWM 及定时器输出；而定时中断子程序则是实现电机矢量控制

策略的核心程序，主要完成

PI 调节和 SVPWM 波形发生这两大功能，其流程图如图 4 所示。

 

3．1 数字 PI 调节器 
模拟

PI 调节器的控制规律为 

　　其中：

e(t)为参考值与实际值之差，作为 PI 调节器的输入;u(t)为输出和被控对象的输入；

uo 为 PI 调节器的初值；Kp 为比例系数；TI 为积分常数。 
　　将式

(4)离散化，即可得到数字 PI 调节器的数学表达式： 

　式中：

k 为采样序号，T 为 PWM 采样周期，KI=Kp／TI，为积分系数。 

　　
    由于电机转轴和负载轴转动惯量的存在，速度 PI 调节器的时间常数较大，调速时系统响
应较慢。而电流

PI 调节器则因为电时间常数较小，在电机起动和大范围加减速时能够快速

进行电流调节和限幅，增强了系统抗电源和负载扰动的能力。

 

3．2 SVPWM 波形发生 
　　

SVPWM 是一种从磁通角度出发的 PWM 方式，其基本原理及扇区划分见文。利用 EVA

的全比较单元，可直接在

PWMl～6 引脚上输出五段式 SVPWM 波形，它在每个 PWM 周期

中，能够保证一相的开关状态不变，有利于开关损耗的减小。其主要步骤如下：

 

　　

1)将比较控制寄存器(COMCONA)第 12 位置 l，使 SVPWM 发生功能有效； 

　　

2)设置比较方式控制寄存器(ACTRA)，令 SVPWM 输出矢量正向旋转，使 PWMl、3、5

引脚高有效，

PWM2、4、6 引脚低有效； 

　　

3)设置定时器 TI 计数方式为“连续增／减”，相应周期寄存器 TIPR 的初始值为 PWM 采

样周期的一半，即

Tc／2； 

　　

4)计算输出空间电压矢量 Uout 在两相静止坐标系中的分量 uα、iβ； 

　　

5)确定组成 Uout 所在扇区的两个非零空间矢量 Ur、Ux+60,按其值装配 ACTRA； 

　　

6)根据表 1 计算 Ux、Ux+60 的作用时间 t1、t2，将 t1 装入比较寄存器 CMPRl,t1+t2 装入

CMPR2，启动定时器操作。