在非对称半桥驱动电路中,由上下桥开关的组合形成了3种工作状态,分别为励磁模式、零电压续流模式和续流模式。在励磁模式中,S1和S2均开通,电流由S1流向S2;在零电压续流模式中,S2关闭、S1保持开通,电流形成零电压闭合回路;在续流模式中,S1和S2同时关断。在开关磁阻电机连续运行中,3种状态一直不断切换。3种状态与上下桥功率器件有如下关系(见表8.1)。
表8.1 相电流状态与开关状态的关系
在传统驱动中,每一相都有一个电流传感器。为了复用电流传感器,对传统驱动的拓扑结构进行了修改。修改后的电机驱动拓扑结构如图8.1所示,图8.1(a)表示常规驱动器结构,图8.1(b)表示采用单传感器采样时的驱动器结构。在改进结构中,驱动中唯一的电流传感器安装在母线上,在该位置仅有励磁电流可以通过电流传感器,而零压续流和续流电流均不会通过电流传感器。
在改进的驱动结构中,所有下桥开关管的发射极通过电流传感器与母线的负压端相连。当单相开通时,仅有一相绕组电流通过电流传感器;当换相过程中,两相同时开通时,单相或两相电流通过电流传感器,单相导通和两相导通状态交替在运行过程中出现,如图8.2所示。
在单相导通阶段,电流传感器的值为相电流,可以直接用于控制算法。在两相导通阶段,通过电流传感器的电流成分由两相状态决定:当两相均处于励磁状态时,电流传感器的成分为两相电流;当任一相处于零压续流或续流状态时,电流传感器成分为另一相电流。电流传感器采样成分和导通相状态的关系如表8.2所示。
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图8.1 三相开关磁阻电机驱动拓扑结构
(a)常见的半桥驱动器结构;(b)改进的半桥驱动器结构。
图8.2 连续运行过程中状态交替
表8.2 不同开关状态下的电流传感器采样成分
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