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前言:
能在晚上10点还坚持学习的同学提问肯定是认真的。于是,我也不能含糊。我的回复和该位同学的最终理解,请见下图2。
图2
图2中,红色下划线是该同学的笔误,该同学的本意是1/3*Vm。从该同学的最终回复可知:
(1)该同学并不认同我回复的内容,甚至有可能认为我是在敷衍了事。
(2)该同学不能肯定自己理解正确,仍在期待正确答案。
本文就针对该同学提出的问题,梳理一下。
相电流的来龙去脉,请回看《BLDC驱动基础篇:端电压和相电流的来龙去脉》。本文从中摘录部分内容如下:
逆变电路和电机等效模型,请见下图3。
UVW端电压和U相电流波形,请见下图4。

相电流的阶段2(第2部分)、阶段3(第3部分)和阶段4(第4部分)说明如下:第2部分:Q5和Q4导通,U相悬空。U相电流因U相断路而恒定为0;第3部分:Q1和Q4导通,UV相导通。U相电流从0逐渐增大;第4部分:Q1和Q4导通,UV相导通。U相电流持续增大到最大值;
该同学的问题是:阶段3和阶段4,虽然都是Q1和Q4导通,但是,为什么阶段3增加的速度比阶段4增加快?2. 该同学的理解对不对请看下图5。
(1)第3部分:因为Q1和Q4导通,所以VM+线圈UV+GND形成回路。同时,因为线圈W通过Q2续流,所以线圈WV+GND形成回路。毫无疑问,这个理解非常正确。(2)因为线圈V和W都和GND形成回路,所以线圈V和W等效于并联。假设,UVW线圈内阻都为R,那么电机三线圈等效电阻为:R+(R/2)= 3R/2。于是,可以很容易得到如下结论:
- 电机虚拟中心点电压 Uo≈VM/3
- 线圈U两端的电压Vuo_3=VM-Uo≈2*VM/3
(3)等W相续流完毕,进入阶段4。
- 电机虚拟中心点电压 Uo≈VM / 2
- 线圈U两端的电压Vuo_4=VM-Uo≈VM/2
以上所有的推理都时基于“因为线圈V和W都和GND形成回路,所以线圈V和W等效于并联”。真的可以这么理解?再仔细想一想?(1)线圈UV和GND是形成回路,但是,是和VM一起形成回路。(2)线圈WV和GND是形成回路,但是,是和线圈W内的反电动势BEMF形成回路。(3)VM和线圈W内部的BEMF分属不同电源。那么,不同电源回路的线圈V和W还可以等效为并联吗?肯定不行。
3. 阶段3比阶段4快的原因通过以上分析,阶段3,Q1和Q4导通,UV相导通时,U相电流与W相的续流是没有关系的。具体分下如下:(1)阶段3就是很单纯的电感线圈U的充电过程。相关知识和流程如下:
电感自感电动势U=L*di/dt。L是电感量,di/dt代表电流对时间的导数,即电流变化的快慢(斜率)。电流变化越快,自感电动势就越大。
- 自感电动势总是阻碍电感线圈电流的变化。
- U相线圈突然通电,此时电流的变化率最大(从无到有),自感电动势最强,且阻碍电流增加,所以电流无法突然增加。
- 随着通电时间的增加,线圈不断充电(电能转换为磁能存储起来),自感电动势逐渐下降,电流不断增大;当自感电动势变为0时,电流增大到最大值。
小结:(1)搞不清楚相电流阶段3和阶段4的变化原因,并不影响做BLDC驱动。(2)搞清楚相电流阶段3和阶段4的变化原因,将更加深刻理解相电流的来龙去脉。(3)感谢该同学提出该问题。(4)事实证明,起初我并没有敷衍了事。-- The End --往期文章:
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