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速度计算_VPIi*e(i)PI位置传感器PWM功率驱动直流无刷电动机_if电流反馈
图2-10 控制结构框图
2）控制技术 一、电动运行
由上一节无刷直流电机的调速原理可以知道，该电机的转速是通过改变直流电流来实现的，可采用PWM技术即调节PWM波的占空比改变电机的直流电压来改变电流。也就是说，在直流电源恒定供电的情况下，通过调节PWM波的脉宽来改变直流电压Ud，实现对电机转速的控制。
图2－11 单极性PWM控制各触发信号 图2－12 双极性PWM控制各触发信号 PWM技术可分为单极性PWM控制和双极性PWM控制:单极性PWM控制的控制信号如图2-11所示，在每个60度电角度区域内，一个功率开关器件一直处于开通状态，另一个处于PWM状态；双极性PWM控制的控制信号如图2-12所示，在每个60度电角度区域内，
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两个工作的功率管器件或者都开通，或者都关断。比如在0～60度范围内，逆变器的功率开关
器
件
V
T
6
和
V
T
1
工
作
，
当VT6和VT1都开通时，电流流向如图2-13所示，电流的上升率为:
dIdU?2Ed??d dt2(L?M) (2-29)
设PWM波形的工作频率为f，占空比为?，则电流的增加量为:
?Id??dIdU?2Ed????t?d?
dt2(L?M)f (2-30)
VT1VD1VT3VD3VT5VD5ABCVT4VD4VT6VD6VT2VD2
图2-13 PWM控制功率管VT1和VT6都导通时电流流向示意图
如果是双极性PWM控制，则当功率管VT6和VT1都关断后，电流经过续流二极管VD3和VD4续流，如图2-14所示：
VT1VD1VT3VD3VT5VD5ABCVT4VD4VT6VD6VT2VD2
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图2-14 PWM控制功率管VT1和VT6都关断时电流流向示意图
电流的下降率为：
dId?Ud?2Ed?? （2-31） dt2(L?M)则电流的减小量为：
?Id??dId?Ud?2Ed1?????t??? （2-32） dt2(L?M)f在电流不断流的双极性PWM控制下，应该有：
?Id???Id? （2-33）
由式（2-31）、（2-32）与（2-33）可得：
Ed?2(??1)?Ud由式（2-31）、（2-35）可得：
1 （2-34）
2r?2(L?M)?Id?D?Ud?(2??1)Ud?Ud?(1??)?? （2-35）
2(L?M)f(L?M)f当??0.5时，得到双极性PWM控制下电流波动的最大值：
?Idmax?Ud (2-36)
4(L?M)f如果是单极性PWM控制，设功率管VT6处于PWM状态，则当功率管VT1开通而功率管VT6关断时，电流经过VD1和VD3续流，如图2-15所示：
VT1VD1VT3VD3VT5VD5ABCVT4VD4VT6VD6VT2VD2
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图2-15 PWM控制功率管VT1通和VT6关断时电流流向示意图
电流的下降率为：
dId?2Ed?? （2-37） dt2(L?M)电流的减小量为：
?Id??dId?2Ed1?????t?? （2-38） dt2(L?M)f同理，在电流不断流的单极性PWM控制下也应该有：
?Id???Id? (2-39)
由式(2-30)、(2-38)、(2-39)可得：
2Ed??Ud （2-40）
再由式(2-31)与(2-41)可得：
?Id??Ud??Ud?Ud?(1??)?? （2-41）
2(L?M)f2(L?M)f当??0.5时，得到单极性PWM控制下电流波动的最大值：
?Idmax?Ud (2-42)
8(L?M)f由式(2-37)和(2-43)可以看出，采用单极性PWM控制的电流波动最大值只有采用双极性PWM控制的电流波动最大值的一半，因此为了减小电流脉动和功率管的开关损耗，本电机控制系统采用单极性的PWM控制技术。 二、回馈制动
当调速手柄归零，即转速给定为零时而电动自行车仍以一定速度旋转（如停车或下坡时），电机绕组中会产生感应电动势,但产生的两相绕组间的线电压通常小于蓄电池电压(除非下坡时速度很快),不能对电池充电实现能量回馈。为了实现能量回馈,本控制器采取升压斩
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