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欢迎。然而,它们与交流电机有着天然的区别。在无刷直流电机中,没有使用传统的电刷来产生旋转磁场,而是依赖于带有永磁体的转子,这种设计使得它们更加耐用且需要较少维护。
为了驱动这些电机,我们通常会使用三相H桥逆变器。这种驱动方式允许我们通过位置传感器反馈或无传感器算法来控制绕组中的电流。当我们谈论如何保护这些系统时,失速条件是一个关键考虑因素。在这个状态下,反向电子势力为零,因此绕组中的稳态电流仅受到线间阻抗影响。这意味着,如果没有适当限流保护,那么逆变器级必须能够承载失速时所需的大量当前。
为了实现过流保护,我们需要检测到绕组中的当前。如果理想情况下可以直接测量所有三个相之间的当前,那么就能更准确地监控系统。但是,这也可能很昂贵。一个更经济实惠的方法是在直流母线返回处放置一个简单的小型检测抵抗,以便在那里读取总线上存在的现有值。
对于单极二象限驱动的情况,只需对一个有源桥臂进行PWM调制,并保持另一个有源腿始终打开。这意味着,在整个60度换向周期期间,只要顶部开关关闭,底部开关保持打开状态,即可计算出直流母线上的当前与绕组中的实际流量相同。而当顶部开关关闭并底部开关保持打开时,续流发生,在此期间绕组流量不会通过直流母线,从而导致直 流母线上的流量为零。此续行过程持续到顶部开关重新打开为止,而在此期间,不会出现额外增加,而是减少,因此从我目前解释的情况中,可以看出通过测量直 流母线上的流量,就可以控制BLDC 电机之所以能提供峰值限制控制。而对于那些具有较低感应系数(通常几微亨至几十毫亨)的低感性 BLDC 电机会因为它们具有较高的环路阻抗和感应比,所以将导致更快速上升的情形;因此,对于这样的系统来说,我们需要一套迅速响应且每个 PWM 周期内都能够起作用以避免任何短暂突发性的过载保护措施。