使用逐周期电流限制控制保护我们的BLDC电机驱动器探索直流电机在自然环境中的优缺点
在自然环境中，BLDC电机因其高效率、高扭矩重量比、低维护和长寿命而备受青睐。然而，它们的直流绕组可能会在失速或过载时产生极高的电流，这对驱动器构成威胁。为了保护我们的BLDC电机驱动器，我们需要采取措施限制这种电流。
首先，让我们了解一下BLDC电机如何工作。在没有刷子的情况下，它依赖于电子驱动器来控制绕组中的电流。这通常由三相H桥逆变器完成，其中每个开关只在120度周期内打开一次，形成梯形控制模式。这样的设计确保了只有两个绕组导通，而第三个保持不连接，以减少能耗并提高效率。
要计算任意时间点的绕组电流，我们可以使用公式1，该公式结合了反磁场、线间阻抗和施加的电压。此等式表明，在失速条件下，即零速度时，反磁场为零，因此稳态当前仅受到线间阻抗影响。当过载时，由于感性下降，当前会上升到甚至超过额定水平。
例如，如果我们有一个400W功率、220V直流输入和3.6A RMS额定绕组当前的BLDC 电机，其线间阻抗大约为6欧姆，那么失速当前将是36.67A。如果没有适当限流保护，我们必须让逆变器级承担这个强大的流量，这意味着逆变器级必须非常大且昂贵。此外，对于长时间承载失速流量，将导致热量积累并可能损坏轴套或退磁永磁体。
为了避免这些问题，我们需要通过检测绕组目前来实现适当的限流保护。这可以通过直接测量所有三个相之间或者两相之间并使用代数方法来实现，或使用直流母线上的传感器检测单一相位。然后，可以根据所需峰值限制设置PWM模式以确保不超过允许范围。
对于单极二象限驱动，只有一个有源腿被调制，同时另一个保持打开状态。在换向期间，当顶部开关关闭时，一对同时通道闭合，从而使得两相共享同一根回路，并且随后再次关闭底部开关以断开它们。此过程持续60度周期，使得至少有一条路径始终保持开放，从而防止短路发生，同时允许继续供给系统必要的输出功率。
总结来说，不仅仅是选择正确类型和大小的转子与永磁体，还要考虑到对应型号转子与永磁体配套利用最合适的一种启动方式。而实际应用中，更重要的是保证在运行过程中能够有效地监控及管理转子与永磁体发出的能量变化，以及采用恰当策略去进行冷却，以此达到最佳性能。但这只是开始，因为还剩许多未解之谜等待着进一步探索，比如如何最大化能源利用效率以及如何处理潜在故障的问题等等。
