使用逐周期电流限制控制保护我们的BLDC电机驱动器探索变频电机与普通电机的区别于自然景观中的应用

在我之前的叙述中,我们探讨了无刷直流(BLDC)电机的优点以及它与三相绕线定子和永磁体转子的组合。由于BLDC电机没有使用传统的电刷,它们需要电子驱动器来正确地控制绕组中的电流。在这个过程中,三相H桥逆变器是最常见的电子驱动器之一,它通过位置传感器反馈或无传感算法来换向电机绕组中的电流。

我们了解到,为了计算任意时刻BLDC电机绕组当前的状态,我们可以使用公式1给出的模型,该模型包括施加在两个导通绕组上的电压、线间電機繞組電阻、線間電機繞組電感以及线间反 electromotive force(EMF)。这些因素共同决定了瞬时绕组电流,同时也说明了当失速条件下(即零速度),反 EMF为零,这意味着只有在停转状态下,仅由 电阻限制而非失速时,稳态 继续存在。当 BLDC 电机会饱和并导致过高过载时,即使超过额定值,更高水平 的 电流会迅速增加。

举一个例子来说,如果考虑一个额定功率为400W、额定直流伏特数为220V且额定的 RMS 继续数为3.6A 的 BLDC 电机,并假设其继続数有 6 欧姆 的总阻抗,那么失速继续数将等于220V/6欧姆 = 36.67A。这意味着如果没有适当限流量保护,而直接将这种极端情况应用于逆变级别,那么必须确保每个级别都能够承受如此大的持续当前。

然而,这种做法可能导致热量问题,因为长时间维持这样的状态可能损坏继續结构。此外,由于超出预期范围,大型、高成本逆变器甚至永久损坏永磁体都是可能发生的情况。如果针对标称持续当前设计驱动系统,则需要实施适当的过度保护措施以防止不必要的大幅持续上升,从而避免任何类型的问题产生。要实现这一目标,我们首先需要检测到哪些区域出现了异常状况。

理想情况下,可以通过串联所有三个相位或者分别安装到每个支路上放置一个测量设备来测量三个相位中的任何一条路径。而且,可以通过感觉两个相位之间差分,并将它们设置为0以确定第三个相位的一条路径。对于梯形控制模式,每60度周期内,只有两个支路同时处于活动状态;这意味着我们可以监控母线中的直流伏特数,以此作为检测连续现象的手段,如图1所示。在单极二象限操作期间,将PWM只应用于具有源桥臂开关的一个侧面,在整个60度周期内另一个具有源腿低侧开关保持打开状态。

例如,当A和B两根铜丝处于活动状态的时候,如果顶部开关打开那么两根铜丝就会连接起来;如果顶部和底部同时打开则母线上的直流伏特与连续数量相同。如果顶部关闭但底部保持开放的话,那么两根铜丝就不会再接触,所以母线上的直流量就会减少至0。这表明只要能监控母线上的直流量,就能提供足够多关于是否有超出预期范围的情报。此外,从我的解释中看出来,我们可以利用这种方式去管理连续现象——通过监视母亲带上的交流伏特进行调整,而不是像之前那样强制要求系统完全准备好应付失效情景。

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