使用逐周期电流限制控制保护我们的BLDC电机驱动器探索电气自动化行业的未来与就业前景
在我之前的解释中，我详细介绍了无刷直流（BLDC）电机的工作原理，以及如何使用逐周期电流限制控制保护这些电机。BLDC 电机因其高效率、高扭矩重量比、低维护和长寿命而广受欢迎。在这类电机中，三相绕线定子与带有永磁体的转子共同作用。
为了正确地换向电机中的绕组，我们需要电子驱动器。最常见的电力电子驱动器是三相 H 桥逆变器。这里，绕组中的每个导通状态都由单极开关控制，这种方式称为软斩波。在这种情况下，每个开关在 120 度电周期内只导通一次。
要计算任意时刻 BLDC 电机的绕组电流，我们可以使用公式 1 中给出的模型。这一模型表明瞬时绕组电流取决于反电动势、线间阻抗和施加到的压力。当失速条件下，即零速度时，反射项为零，因此稳态当下的稳态当前仅受到阻抗限制。此外，当发生过载时，感性会减少，使得当前上升甚至超出标称水平。
考虑一个额定功率为 400W、额定直流压力为 220V 和额定 RMS 绕组当前为 3.6A 的 BLDC 电机示例，其失速当前等于 V/R =220V/6Ω=36.67A。这意味着，如果我们没有适当限流量保护，则逆变器级必须承担失速当前，而不是标称值。
如果我们设计系统以承受额定的最大值，那么我们将需要对逆变器进行更大的设计，以支持最高可能达到的负荷。如果不采取措施来防止过载，则可能导致设备损坏，并且长期运行也可能导致热量积累并引发问题。
为了实现这样的保护，我们首先需要检测到传感器或算法提供位置反馈以确定何时调整换向策略。然后，我们可以通过监测直流母线上的总体能量来监控所有三个阶段同时活动的情况，从而确保我们的系统不会超过预定的阈值。此外，还可以通过直接测量每个阶段上的能量来做同样的事情，但这通常涉及到更复杂的硬件配置。
对于梯形控制模式，在任何时候只有两个阶段处于激活状态，而第三个保持在较高阻抗状态，这意味着只要能够监测直流母线上的能量，就足以衡量整个系统是否已经达到安全边界。此外，由于只有两个阶段同时操作，所以可以通过简单地将两者的总和设为零来推断出第三个阶段的情况，从而得到所需信息并采取行动以避免超出允许范围。
简而言之，可以通过检测直流母线上的一些指标，比如实际应用场景中某些特征，它们与被调节对象——即BLDC 驱动器——相关联。这样就可以根据这些信号作出反应，以保证我们的设备不会因为不可预见的问题而遭受损害。而且这个方法似乎非常有效，因为它既可用于实时监控，也易于实施，而且成本相对较低，对用户来说是一个很好的解决方案。但是，有必要提醒读者的是，没有完美无缺的事物，无论多么优秀的一个技术解决方案也存在局限性，如处理速度太慢或无法应对突然出现的问题等。在实际应用中，要考虑尽可能多方面因素，不仅要看技术本身，还要看它如何融入现有的环境以及它是否真的满足用户需求。
