母线低边电流采样，在永磁同步电机力矩控制的作用

母线低边电流采样是永磁同步电机（PMSM）力矩控制中的关键环节，它涉及到电机驱动系统的效率和精度。通过采用母线低边电流采样，可以降低成本和简化电路布局，但同时也增加了软件处理的复杂性。本文将深入探讨母线低边电流采样在电机控制中的作用及其实施细节。 了解母线低边电流采样的基本特征。在电动状态下，电机相线上电流呈现正弦波形，而母线低边电流始终为正值，即电流始终从电源正极流向地。这种电流取样方式简化了硬件设计，但需要在软件层面进行电流重构，以获得准确的相电流信息。 接着，分析母线低边电流与相电流的关系。电机三相全桥由六个MOSFET组成，尽管有八种开关状态，但因上下桥臂MOSFET的状态互补，实际上只有六种有效状态。例如，在状态100下，母线低边电流等于A相电流。通过对所有开关状态的分析，可以建立母线电流与相电流之间的关系。 然后，考虑PWM调制对电流采样的影响。PWM调制通过不同开关状态的组合来控制电机电流，如中心对齐方式，将周期分为七段。在特定时间段，如T1和T2，采样电阻上的电流分别对应不同相的电流。根据基尔霍夫电流定律，可以解算出各相电流的值。 然而，实际应用中存在限制条件。如果某个PWM周期内，如T2时间太短，小于电流稳定时间和ADC转换时间，那么在同一周期内就无法获取两相电流的信息。这种情况在六边形电压矢量图中表现为灰色区域，表示电流不可检测。 为解决这个问题，引入了“移相”技术。移相是调整PWM信号的上升和下降沿，确保在不改变等效电压矢量的情况下，低边采样能在PWM周期内捕获到两相电机电流。这一过程基于“等冲量结论”，即使脉冲宽度不同，但冲量相等的脉冲对系统的影响相似。 总结来说，母线低边电流采样在永磁同步电机力矩控制中起着至关重要的作用，通过优化硬件设计和复杂的软件算法，实现对电机电流的有效控制。移相技术的应用克服了电流不可重构的问题，保证了控制系统的稳定性和精度。理解这些概念对于设计高效、精确的电机控制系统至关重要。