使用逐周期电流限制控制保护我们的BLDC电机驱动器适用于自然环境中的三相异步电动机型号及参数大全

使用逐周期电流限制控制保护我们的BLDC电机驱动器适用于自然环境中的三相异步电动机型号及参数大全

在自然环境中,三相异步电动机因其广泛的应用和高效性而备受青睐。然而,无刷直流(BLDC)电机由于其高效率、高扭矩重量比、低维护和长寿命而成为首选。在这些电机中,由于没有物理电刷,它们需要电子驱动器来控制绕组中的电流。

最常见的电子驱动器是三相H桥逆变器,它通过位置传感器反馈或无传感算法来控制绕组换向。BLDC电机采用120度梯形控制,其中每个周期只有两个绕组导通。单极开关(软斩波)用于控制绕组电流,而每个开关在120度内导通一次。

根据公式1所给的模型,我们可以计算任意时刻BLDC电机的绕组電流。这表明瞬时電流取决于反電動勢、電機內阻、感抗以及施加之上的電壓。当失速条件下,即零速度时,反電動勢为零,因此当停转时,稳态絲線中的稳态当前仅受到内部阻抗限制。此外,当機械過載時,感抗降低,導致更快上升到标称以上甚至超过标称值。

考虑一个额定功率为400W、额定直流电压为220V及额定RMS絲線当前为3.6A的BLDC示例,并且它具有约6Ω的絲線阻抗。如果我们不适当地保护逆变器级别,那么逆变器级别必须承载36.67A失速当前,这使得逆变器级别体积庞大且成本昂贵。此外,如果让机械过热,则可能导致丝线烧毁,以及永磁体退磁。

为了设计针对额定功率水平设计驱动系统,我们需要适当的丝线过载保护以保护逆变器级别及机械。要实现丝线过载保护,我们首先需要检测丝线当前。这可以通过将所有相连串联或者在所有支路放置传感器来测量三相丝线总体流量,或通过测量两个相同时确定第三个等式,以此计算剩下的两条丝线流量。

对于梯形控制期间,每个60度交流换向周期,只有两个支路处于活动状态并供给机械;通过同时关闭高侧与低侧开关,将第三条支路保持在较高阻抗状态。一旦只打开其中一台有源腿,可以使用脉宽调制(PWM)技术调整另一侧开关。在整个交换期内,有源腿保持打开状态,同时另一个腿保持关闭状态。这意味着我们可以利用直流母线返回点放置一个低成本检测抵抗物以监测轴向流量,如图1所示。

对于单极二象限驾驭策略,在整个60度交流换向期间,只对具有正激活臂的一侧进行PWM调节。在顶部与底部激活臂都被打开的情况下,当顶部激活臂关闭时,一次续读操作会发生,并且此过程持续至下一次顶部激活臂再次打开之前。此续读操作不会增加任何新的流量,而只是减少已有的流量,这意味着直接从母线接收到的流量就是实际轴向流量足够提供轴向超载保护功能,从而避免了任何短暂峰值突破事件发生,因为它们已经被自动防护措施捕捉并处理了。