使用逐周期电流限制控制保护我们的永磁BLDC电机驱动器探索自然中的优缺点
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。然而,它们也有一些缺点,比如需要电子驱动器来控制绕组中的电流,而这些驱动器可能会因为失速时的高电流而过热。此外,无刷直流三相永磁电机由三相绕线定子和带有永磁体的转子构成,且没有使用传统的滑动刷。
为了保护我们的BLDC电机,我们必须确保逆变器级能够承载失速时的最高电流。在一个例子中,一台400W功率、220V直流额定压力和3.6A RMS额定绕组当前正好有6欧姆的阻值。如果我们不采取适当限流措施,那么逆变器级就必须设计为承载36.67A失速电流,这将使得逆变器非常大型并且成本昂贵。
如果我们选择让整个系统承担失速时的大量电流,那么:
逆变器级将不得不承担额外负荷,这导致了更大的体积和更高成本。
长时间运行在这种状态下可能会导致设备过热,最终损坏或退磁永磁体。
为了避免这些问题,我们可以通过适当设计BLDC驱动系统并实施绕组过载保护来解决这个问题。首先,我们需要检测到绕组中的实际流量。这通常涉及到测量所有三个相之间或两个相之间然后用代数方法计算第三个相。或者,可以通过感应一部分与母线连接以直接测量总流量。但是,在梯形控制期间,只有两个逆变器支路同时工作,因此可以通过监控母线上的流量来监控每个阶段,并据此判断是否存在过载情况。
对于单极二象限模式,每次只有一个桥臂被激活,而另一个保持关闭。当两者都打开时,流量与母线相同,当它们关闭时则依赖于存储在二极管中的流量。一旦开关关闭,该二极管开始提供续放功能,但这并不增加总流量,因此不会影响所测定的母线流量,从而允许我们使用该方法进行峰值限制控制。
最后,由于低感抗BLDC(通常几微亨至几十毫亨)的较高回升率,限幅保护必须快速响应并在每个PWM周期内起作用,以防止任何短暂峰值从持续太久。