一种基于dSPACE的直流电动机相位检测系统技术领域
本发明涉及一种直流电动机相位检测系统，尤其是涉及一种基于dSPACE的直
流电动机相位检测系统。
背景技术
直流电动机是将直流电能转换为机械能的电动机，因其良好的调速性能而在电
力拖动中得到广泛应用。位置传感器是组成直流电动机系统的三大部分之一，其作
用是检测主转子在运动过程中的位置，将转子磁钢磁极的位置信号转换成电信号，
为逻辑开关电路提供正确的换相信息，以控制它们的导通与截止，使电动机电枢绕
组中的电流随着转子位置的变化按次序换向，形成气隙中步进式的旋转磁场，驱动
永磁转子连续不断地旋转。而直流电动机出厂时，需要对相位进行检测，目前的检
测方法均不是很精确。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种精度高、使用
方便的的基于dSPACE的直流电动机相位检测系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于dSPACE的直流电动机
相位检测系统，用于检测直流电动机的相角，包括依次连接的控制单元、直流电动
机、霍尔传感器及显示单元，所述的控制单元包括依次连接的上位机、dSPACE和
智能功率模块，所述的智能功率模块与所述的直流电动机连接，所述的dSPACE
与霍尔传感器连接，
工作时，由dSPACE控制直流电动机的转速，同时，通过霍尔传感器采集直流
电动机的相角，通过显示单元可观察直流电动机的相角波形，同时霍尔传感器采集
的直流电动机的相角数据通过dSPACE传入上位机，由上位机处理判断。
所述的直流电动机的转子上安装有磁块，所述的霍尔传感器通过其上的卡扣安
装在所述的直流电动机的转子上，使得霍尔传感器贴近所述的磁块。
所述的显示单元为示波器，用于显示所述的直流电动机的转速和三相电压波形。
所述的控制单元还包括光电隔离器，所述的光电隔离器的输入端与所述的
dSPACE连接，所述的光电隔离器的输出端与所述的智能功率模块连接。
所述的dSPACE为标准组件系统DS1005。
所述的上位机，用于判断所述的直流电动机的转速和三相电压之间的相角关系
是否满足设定条件，若满足设定条件，则直流电动机通过检测，否则，上位机发出
报警信号。
检测时，所述的dSPACE控制所述的直流电动机的转速在300±5r/min。
所述的上位机上安装有Matlab软件和dSPACE的在线调试软件Controldesk。
该系统还包括依次连接的整流电路和滤波电路，所述的整流电路与220V直流
电源连接，所述的滤波电路与所述的智能功率模块连接。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)dSPACE实时仿真系统是一个集软件和硬件于一体的研发平台，能与
Matlab/Simulink实现完全对接，具有其他同类产品无法比拟的优势：运算速度快、
系统可靠性高、可扩展性好、硬件组合性强、实时性好、过渡性好、使用方便、人
机界面友好、性价比高；
(2)采用集成度较高的标准组件系统DS1005处理速度快；
(3)本发明使用方便、设计简单。
附图说明
图1为本发明的系统框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示，一种基于dSPACE的直流电动机相位检测系统，用于检测直流电
动机2的相角，包括依次连接的控制单元1、直流电动机2、霍尔传感器3及显示
单元4，控制单元1包括依次连接的上位机、dSPACE、光电隔离器和智能功率模
块，智能功率模块与直流电动机2连接，dSPACE与霍尔传感器3连接，dSPACE
为标准组件系统DS1005。该系统还包括整流电路和滤波电路，整流电路与220V
直流电源连接，滤波电路与智能功率模块连接。
直流电动机2的转子上安装有磁块，霍尔传感器3通过其上的卡扣安装在直流
电动机2的转子上，使得霍尔传感器3贴近磁块。
显示单元4为示波器，用于显示直流电动机2的转速和三相电压波形。
上位机上安装有Matlab软件和dSPACE的在线调试软件Controldesk，用于判
断直流电动机2的转速和三相电压之间的相角关系是否满足设定条件，若满足设定
条件，则直流电动机2通过检测，否则，上位机发出报警信号。
检测时，dSPACE控制直流电动机2的转速在300±5r/min。
DS1005的DS5101口与光耦隔离器连接，用于发出PWM波，DS2002口与霍
尔传感器3连接，接收霍尔传感器3采集的信号。
工作时，根据上述连接关系搭建硬件电路，设计直流电动机2转速控制算法，
并用Matlab/Simulink对直流电动机2进行理论上的建模，并在Simulink中对其进
行离线仿真验证；验证通过后，保留Simulink模型中需要下载到dSPACE硬件中
的模块，用直流电动机2实物替代仿真模型中的直流电动机2模块，对实时测试所
需的输入/输出接口进行参数设置，包括初始化状态、采样时间、中断顺序等；模
型改造成功后，用dSPACE提供的工具及RTW自动生成实时代码并下载至dSPACE
硬件系统中，只需很短的时间就能完成代码的生成、编译、链接和下载；在
ControlDesk界面创建用户仪表，将需要监测和调整的变量拖拽至界面上，实现在
线调参和变量跟踪，控制直流电动机2转速在300±5r/min，同时上位机根据霍尔
传感器3反馈的信号判断相角关系。