FOC的电流检测直接关系到电机的运行效果。在Clarke变换,Park变换,反Park变换,7段式SVPWM波形输出调好后,给一个固定的Vq值,Vd=0,反Park变换后得到Valpha,Vbeta,然后在电流采样中断程序中让电角度自增。这样电机就会转起来。注意Vq值和设置的自增电角度要匹配,电机能匀速旋转说明这两个值设置是合适的。用示波器测试相电流能看到稳定变换的正弦波。这个时候可以调试AD电流采样。
三相电桥驱动电路如下,采用3电阻采样方式。
把三相电桥的上桥开通下桥关断定义为状态1,上桥关断下桥开通定义为状态0.这样一共有8种组合方式,编码分别为000,001,010,011,100,101,110,111。
开关状态与相电压和线电压的对应关系
|
A相 |
B相 |
C相 |
矢量符号 |
Vab |
Vbc |
Vca |
Van |
Vbn |
Vcn |
Valpha |
Vbeta |
|
0 |
0 |
0 |
U0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
U4 |
Vdc |
0 |
-Vdc |
2/3Vdc |
-1/3Vdc |
-1/3Vdc |
2/3Vdc |
0 |
|
1 |
1 |
0 |
U6 |
0 |
Vdc |
-Vdc |
1/3Vdc |
1/3Vdc |
-2/3Vdc |
1/3Vdc |
Vdc/√3 |
|
0 |
1 |
0 |
U2 |
-Vdc |
Vdc |
0 |
-1/3Vdc |
2/3Vdc |
-1/3Vdc |
-1/3Vdc |
Vdc/√3 |
|
0 |
1 |
1 |
U3 |
-Vdc |
0 |
Vdc |
-2/3Vdc |
1/3Vdc |
1/3Vdc |
-2/3Vdc |
0 |
|
0 |
0 |
1 |
U1 |
0 |
-Vdc |
Vdc |
-1/3Vdc |
-1/3Vdc |
2/3Vdc |
-1/3Vdc |
-Vdc/√3 |
|
1 |
0 |
1 |
U5 |
Vdc |
-Vdc |
0 |
1/3Vdc |
-2/3Vdc |
1/3Vdc |
1/3Vdc |
-Vdc/√3 |
|
1 |
1 |
1 |
U7 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
根据各个组合模式对应的Valpha,Vbeta值,可以确定矢量在alpha,beta坐标轴的位置。
计算方式如下:
假设ABC=100;
求解上述方程可得:Uan=2Ud /3、UbN=-U d/3、UcN=-Ud /3。同理可计算出其它各种组合下的空间电压矢量。
把相电压等幅转换在alpha beta坐标轴,就可以得到表格中的Valpha,Vbeta值。
以矢量4为例:
其中va,vb,vc为相电压。
Valpha=2/3(Uan-Ubn/2-Ucn/2)=2/3Udc
Vbeta=2/3*√3/2*(Ubn-Ucn)=0
假设合成矢量从U4处旋转一周。分析这个过程电流的方向。下图是一个电周期3相电流的波形。
1. 矢量U4,Sa Sb Sc=100,电流方向如下:
2、进入1扇区
Sa Sb Sc=000,上管全闭,下管全开,电流方向不能突变,电流通过Q4的二极管续流,电流方向如下:
这个时候可以采集IB,IC相电流。
Sa Sb Sc=100时电流方向:
这个时候如果采集IB,IC,采样时间窗口会非常小,采样不准确。
Sa Sb Sc=110时电流方向:
这个时候只能采集IC,不能得到IA,IB电流,所以也不能在这个区间采集电流。
Sa Sb Sc=111时电流方向:
因为电流方向不能突变,所以电流通过Q3二极管续流。3个采样电阻都没有电流通过。这里我不知道分析的对不对,欢迎指正。
1扇区剩下的几种组合电流方向和上面的4种组合是对应的。
其它几个扇区电流方向和1扇区分析方法类似。
3电阻采样时,采集下管开通时间长的两相电流。1,6扇区采集BC相电流。2,3扇区采集AC相电流,4,5扇区采集AB相电流。根据IA+IB+IC=0,计算第3相电流。在上管全闭,下管全开时采样。
