使用逐周期电流限制控制保护我们的BLDC电机驱动器探索自然界中的电动机工作原理
在自然的背景下，BLDC电机以其高效率、高扭矩重量比、低维护和长寿命而备受欢迎。它们由三相绕线定子和带有永磁体的转子构成，而没有电刷，因此需要电子驱动器来正确换向电机绕组中的电流。最常见的电力电子驱动器是三相H桥逆变器，它通过位置传感器反馈或无传感器算法来控制绕组电流。
这些机器通常使用120度梯形控制，其中一次只有两个绕组导通。单极开关（软斩波）用于控制绕组电流，每个开关在此处导通120度的每个周期。在任何时刻，BLDC 电机的绕组电流可以通过公式1给出的电气模型计算，这个模型包括施加于两个导通绕组上的电压、线间定子的内阻、线间定子的内感以及由线间反磁场产生的反作用力。
当失速条件下，即零速度时，反磁场为零，因此失速时稳态中断当前仅受定子内阻限制。当发生过载情况时，比如在饱和状态下，由于感抗降低，当前会上升并可能超过额定的值。此外，在失速过程中，由于过载导致退磁现象，对永磁体也是一种威胁。
为了设计一个能够承担这种最大功率输出但不允许持续工作在失速状态下的系统，我们需要适当限制保护我们的BLDC驱动器。这意味着我们必须考虑到在启动或停止过程中所需保护措施，以防止因超出额定的峰值而导致设备损坏。此外，我们还必须确保系统能够快速响应，并且对所有可能的情况都具有足够灵活性，以便有效地管理负载变化，从而避免短暂峰值出现并造成损害。
要实现这样的保护措施，我们首先需要检测到从三个相互独立支路输入到直流母线上的总流量。这可以通过直接测量每个支路中的流量或者将所有三个支路中的流量进行代数求和来实现。在这个过程中，只有两条路径同时激活，其余的一条保持关闭状态。因此，如果我们能监控这条活动路径上的流量，那么我们就可以监控整个系统中的整体流量了。
对于单极二象限驱动模式，只有一对腿被激活，其余一对保持打开状态。在整个60度交替期间，一只腿始终保持打开，而另一只则根据PWM信号调节其高侧开关。在此交替期间，当顶部开关打开时，这两个相之间形成闭合环；当顶部及底部皆关闭时，该环断开；最后，当顶部关闭但底部仍然打开时，该环重新封闭，但这一阶段并不影响直流母线，因为该段时间里没有交流信号穿过它，从而使得直流母线与交流部分完全隔离了出来。
总之，可以看到通过检测直流母线上的总流量，就可以很好地控制BLDC引擎内部各部分运行的情况，从而实现峰值限制控制策略。如果采用这样一种方法，可以减少由于过剩资源引起的问题，同时提高整体效率。而对于那些拥有较低自感抗性的大型BLDC机械来说，更重要的是保证他们不会因为突然增加到的功率需求而迅速达到超标状况——特别是在频繁启动/停止操作期间，这种情况尤为普遍。
