伺服驱动器母线电流问题

浅风无影

最近在琢磨驱动器母线电流的问题，考虑一个现象，以永磁同步电机为例，假设母线电压是理想的，不需要额外的电容器缓冲，电机输出的转矩转速不变，为什么随着母线电压的提高，母线电流减小。虽然从功率的角度很容易分析，但是我这里要换一个角度分析，从电流连续性，也就是节点必须符合基尔霍夫电流定律的角度出发，如何解释这个现象？

电机的输出不变，则三相电流都不变，但是电压提高了，母线电流降低，基尔霍夫电流定律还满足嘛？仔细回忆了一遍整个矢量控制细节，在一个控制周期中我们添加了零向量，也就是igbt上管全开或者下管全开，这个时候，其实电机三相短接，电机其实处于环流状态，也就是说这个时候母线电流其实没有流过电机，电机的扭矩靠着已经有的磁场能量转化，当在非零电压矢量的时候，母线向电机充能，把因转化为机械能后损失的能量补充回来，电压越高，电子的所在在电场强度越大，电子携带的势能越多，转化为电机的磁能也就越多。所以需要的电子量也就少。那么电流也就下降了。因为所需要的电子量少，那么高压时作用的时间也相对较少，矢量控制的占空比也就小了，电压零矢量的占比就更大。没有电容器的时候，母线电流也是开关量，实际中都有电容器的作用，给母线滤波以后就表现为随着母线电压增高，电流减小。总而言之，从瞬态看，电路仍然符合基尔霍夫电流定律的，电压越高，一个控制周期中电机的环流时间也就越大。

那么，思考这个有什么用了？我们知道大的驱动器母线与igbt通过铜排连接，电机环流时间越长，铜排上的电流有效值接近电机的三相值，而母线电压越低，充能时间增加，环流时间减小，更多时间用来充能，充能是直流，环流是交流，即使在高调制比，算上损耗，母线电流也最多比三相电流大一点点。综合下来，铜排的上流过的有效值就减小了。所以在高调制比的时候，与igbt连接处的DC侧铜排发热量会降低。我在做实验的时候发现在高调制比的时候温度预测模型的误差增加了，虽然在我能接受的范围内，但我不知道为什么会这样，秉承不放过这些细节的精神思索许久，想到上述内容，还不知道是否真的是这个原因，春节过后要来一波仿真看看了。

w91678

厉害，是电感的一种利用。电路不懂

2266998

读到磁场了，不错啊！哈，

华丽转身

厉害啊，大侠。
说起环流，想到用两台变频器拖一台大功率电机，当相位不同步时，就会在两台变频器之间出现环流，而不经过电机。