在自然的背景下,BLDC电机因其高效率、高扭矩重量比、低维护和长寿命而备受推崇。这些三相无刷直流电机由三相绕线定子和带有永磁体的转子组成,而没有使用传统的电刷,因此需要电子驱动器来正确地控制电流在绕组中。
最常见的BLDC电机驱动器是三相H桥逆变器,它通过位置传感器反馈或无传感算法来控制绕组电流。在120度梯形控制下,只有两个绕组导通,而单极开关(软斩波)用于控制绕组电流,每个开关在此处每120度周期打开一次。为了计算任意时刻BLDC电机的绕组电流,我们可以使用公式1给出的特定的数学模型,其中V为施加于两个导通绕组上的电压,R为线间布局中的阻抗,L为线间布局中的感应力,以及E表示反向势能(由磁场产生)。
等式1表明瞬时的环路当前依赖于反向势能、阻抗、感应力以及施加之上的压力。当失速条件发生,即零速度状态时,反向势能降至零,这意味着当停车时只有由于阻抗限制才会保持稳态环路当前。此外,当工作负载超出预期且饱和时,由于较高过载情况下的更快上升趋势,感觉将减少。
例如,对于一个额定功率400W、额定直流输出220V及额定根均方圈数3.6A 的BLDC 电机,其圈数内部阻抗大约为6Ω。因此失速循环 = V/R = 220V/6Ω = 36.67A。这意味着如果我们不采取适当限流量保护措施,则逆变器级别必须承担36.67A 的额定输入值。如果允许设备承受失速循环,那么:
逆变器级别需要能够承受这样的损耗,这使得它变得笨重且成本昂贵。
让设备持续操作在高温环境下可能导致烧毁,并可能导致永久性退化或衰老。
然而,如果设计以满足标称输入值,可以通过适当安装圈数过载保护来防止任何潜在损害。这包括检测并监控输入循环,并根据需求进行调整,以确保系统不会超出安全阈值。
理想情况下,我们可以测量所有三个循环同时对所有三个交换点进行连接,或将两个交换点之间放置一个总共包含所有三个交换点总和设为零以确定第三个交流点。但实际上,在梯形控制期间,只有两次活动状态发生,一次是每60度变化周期。一旦关闭顶部与底部开关之一,不管何种时候只有一阶段被激活,所以我们可以通过测量直流母线接入处所需的一个低成本检测哑铃条来监测整个系统中存在的一切圈数运动,如图1所示。在单极二象限模式下,将PWM应用到具有源端支腿支臂端口上,在整个60度变化期间另一个具有源端支臂端口位于底侧开放状态。
考虑到一种特定的转移过程,其中A与B分别位于活动状态。当顶部开关打开时,两层都会获得供水。当顶部与底部都打开后,与主干相同。当顶部PWM设置为低水平时,使得顶部分隔断,从而使轮廓继续沿途移动,但不再经过母线;因此母亲线上的最大流量就是0。此续航期间不会增加流量,而是逐渐减少。这表明仅仅从阅读母板上可读取到的数据就足够提供对轮廓过载保护。而峰值限制功能则提供了实施这个概念的手段:即利用计读数据建立一套基于标准回归曲线设计逆变者,以避免设计以达到最大输出作为参考的情况,从而实现峰值限制功能。对于那些拥有微秒至几十毫赫纳内涵性的低感应型BLDC发动机来说,更高比例通常导致更快速增长但仍然保持较慢增长速度。