在向量控制相電流取樣方案中,三電阻方案較為常見。因為三電阻取樣方案,一個週期取樣一次就可以實現三相電流的重構,演算法簡單,容易實現。

理論上,只要下橋臂開啟,就可以採集對應的相電流。但為了提高取樣準確度,往往採取分扇區取樣的方法。避免某相取樣視窗太窄的缺陷,在三相下橋臂全開時,不採集視窗太窄的一相,而採集其它兩相,透過基爾霍夫電流定律求得第三相的電流。

扇區I和VI區間內的七段式PWM的波形如下圖所示:

三電阻取樣方案中的分扇區取樣原理

由於扇區I和VI區間內,A相的上橋臂開啟時間較長,對應圖中的A相CH1的高電平時間,所以對應的A相下橋臂開啟時間會較短。為了提高取樣電流的準確性,避開A相下橋臂導通時間太短的缺陷,該週期內不採集A相電流,而是透過採集B相和C相的電流,並利用基爾霍夫電流定律,計算出A相的電流。

在取樣前一時刻,A、B、C三相對應的狀態為1-0-0,即A相上橋臂開啟,下橋臂關閉,A相直接連線到電源的正極;B相上橋臂關閉,下橋臂開啟,B相直接連線到電源的負極;C相上橋臂關閉,下橋臂開啟,C相直接連線到電源的負極。因此電流從電源的正極流入A相,並從B相和C相流出,經過B相和C相的分流電阻到電源的負極。

三電阻取樣方案中的分扇區取樣原理

取樣時刻,三相上橋臂全關,下橋臂全開,由於電感的作用,電流不會突變,電流由與A相下橋臂反向並聯的續流二極體進行續流,假定從逆變器流入電機的方向為正,從電機流出到逆變器的方向為負,那麼此時Ia為正,Ib和Ic為負,透過採集B相和C相取樣電阻上的分壓值,獲得Ib和Ic的電流值,並根據Ia+Ib+Ic=0求得Ia的值,完成一次相電流重構。

三電阻取樣方案中的分扇區取樣原理

可以根據該方法求得其它扇區對應的電流取樣順序以及對應的電流值的正負,完成三電阻取樣方案的相電流重構。