直流無刷電機(jī)應(yīng)用必須對電流進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)節(jié)。對于直流無刷電機(jī)，電流信息可用來確定負(fù)載條件的變化或用來限制啟動和失速電流。

即使僅用于限制電流，無刷驅(qū)動器中的感應(yīng)電流也是必不可少的。如果要在整個工作范圍內(nèi)優(yōu)化性能和穩(wěn)定性，則必須使電流讀數(shù)保持一致。開關(guān)三相電橋的方法有很多，這使電流檢測變得復(fù)雜。并非總是很明顯，電流會以哪種方式流過電橋，特別是在考慮各種制動和驅(qū)動模式時。

低電流驅(qū)動器最簡單，最常見的格式是在公共負(fù)返回線上放置一個分流器，

對于模擬無刷驅(qū)動器中的單側(cè)開關(guān)，此格式非常不令人滿意，因?yàn)槠骄至麟娏鞑皇瞧骄鶡o刷電機(jī)電流。橋內(nèi)有一個不通過分流電阻器的飛輪電流。需要檢測峰值電流，但這會立即引入噪聲問題。

單側(cè)開關(guān)的電橋電流：

使用數(shù)字無刷驅(qū)動器，可以在相關(guān)階段的導(dǎo)通時間內(nèi)對分流電流進(jìn)行采樣，但這并不是沒有問題的。相之間接近換相時，可用于檢測電流的時間非常短，因?yàn)榈退傧碌恼伎毡群芏獭榱诉M(jìn)一步加劇該問題，并聯(lián)電流具有許多高頻成分，必須通過具有非常高的壓擺率的放大器（可能約為20V / μs的量級）來感測。

PWM對單路并聯(lián)電流檢測的影響：

如果采用動態(tài)制動，則分流器可能看不到任何電流，因此電橋容易損壞。較低的FET腳將需要定期導(dǎo)通，以便可以在分流器中采樣電流。

動態(tài)制動電流：

如果需要在沒有特定制動模式的情況下對制動進(jìn)行良好的控制，則可以避免進(jìn)行雙面開關(guān)。對于零電壓驅(qū)動，需要50％PWM。這確實(shí)意味著要花更多時間在低速而不是高速下測量電流。分流器在每個PWM周期看到電流反向。

雙面開關(guān)：

具有低電感電機(jī)的雙面開關(guān)的可能缺點(diǎn)是紋波電流可能很高，這會增加FET中的開關(guān)損耗以及電機(jī)和分流器中的I2R損耗。

這次關(guān)于正弦換向還有進(jìn)一步的復(fù)雜化。使用梯形換向時，橋的任一時刻都只有兩個支路被切換，但是當(dāng)我們轉(zhuǎn)向正弦換向時，所有三個支路同時被切換。在圖6中，我們可以看到單個分流器將看到C相的電流，但該分流器將不會指示A相或B相電流。這僅意味著單個分流器不適用于正弦換向。

僅單路并聯(lián)準(zhǔn)確指示C相電流：

為了克服這個問題，可以使用兩個分流器，但這仍然不能解決由于PWM比率低而引起的檢測誤差問題，或者沒有檢測到動態(tài)制動電流或循環(huán)電流的問題。為此，我們現(xiàn)在將研究典型無刷驅(qū)動器中實(shí)際測得的并聯(lián)電流與電樞電流之間的差異。

所研究的系統(tǒng)是一種改進(jìn)的梯形驅(qū)動器，具有如圖7所示的配置有3個分流器的雙面開關(guān)。增加了一個霍爾電流傳感器，以測量實(shí)際電樞電流。

三并聯(lián)無刷驅(qū)動器：

然后可以比較來自分流器和電流傳感器的電流讀數(shù)。

相電流波形觀察結(jié)果：

分流電流是電樞電流的整流形式。對于相同的電流，傳感器輸出的描繪幅度比并聯(lián)輸出大50％。

在這種驅(qū)動中，并聯(lián)電流和真實(shí)電樞電流之間存在相當(dāng)大的周期性差異。在電流峰值時，該關(guān)系或多或少是一致的，但是當(dāng)電流接近零且上升時，一致性很差。電流下降時沒有一致性。出現(xiàn)不一致的原因是，電橋內(nèi)有循環(huán)電流不像正弦換向那樣通過并聯(lián)或重疊電流。

如果我們放大時基不一致，則會進(jìn)一步描述。同樣，在電流上升期間，分流電流與電樞電流之間存在合理的關(guān)系，但是在換相點(diǎn)，分流電流立即降至零，然后在電樞電流逐漸下降的同時又開始上升。由于存在電感，電樞電流無法立即改變。極有可能是感應(yīng)電流沒有通過特定的分流器引起差異。

電樞電流接近于零，但并聯(lián)電流卻不為零。在換向點(diǎn)，兩個電流均為零，這是正確的，但分流電流迅速上升，而電樞電流卻不然。

顯然，我們可以得出結(jié)論，在負(fù)線中使用分流器是許多無刷驅(qū)動器中測量電流的非常差的方法。三相電橋中的電流顯然非常復(fù)雜，尤其是當(dāng)考慮多種操作模式時，包括動態(tài)制動，再生制動，正向和反向驅(qū)動以及FET支路開關(guān)選項(xiàng)。

電流測量不正確的癥狀可能是電動機(jī)振動和/或與負(fù)載有關(guān)的不穩(wěn)定性。應(yīng)對這種不穩(wěn)定性可能意味著額外的阻尼，這通常會導(dǎo)致較差的瞬態(tài)響應(yīng)。

一種替代方法是使用分流器來測量相電流，但這立即帶來了挑戰(zhàn)，即在分流器上存在很大的共模電壓擺幅，這需要非常精密的電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)和精密放大器。同樣，當(dāng)電流大于約30安培時，分流器中的熱量也開始成為問題。

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