直流電動(dòng)機(jī)的電樞電流有重要意義，由于其正比于軸上轉(zhuǎn)矩，往往作為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的代表。無論對(duì)指示、控制，它都有著不可忽視的作用。電樞電流流過繞組與電路器件會(huì)發(fā)熱，因此它又是電機(jī)與裝置安全運(yùn)行的重要參數(shù)。電流負(fù)反饋與過電流保護(hù)幾乎是所有驅(qū)動(dòng)裝置不可缺少的環(huán)節(jié)，可見，電樞電流取樣在電機(jī)驅(qū)動(dòng)中是十分重要的。

    無刷電機(jī)有矩形波驅(qū)動(dòng)與正弦波驅(qū)動(dòng)，本文討論的是前者。圖1示出三相星形接線方式的橋式線路，這是最常見的方式。

    圖2示出其正常運(yùn)行時(shí)的通電情況。u、v、n為轉(zhuǎn)子位置傳感器的輸出信號(hào)。

 

    這里采用晶體管脈寬調(diào)制方式進(jìn)行調(diào)壓，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速。圖3為典型的方框圖，這是一個(gè)具有電流負(fù)反饋與速度負(fù)反饋

   

    圖4表示出電機(jī)處于(0度～60度)區(qū)間工作的晶體管橋(設(shè)ult>o，電機(jī)正轉(zhuǎn))。

    設(shè)此區(qū)間wa與wc通電（電樞電流從wa流人，由wc流出），晶體管vl、v3、v4與v6處于斬波工作狀態(tài)，波形見圖5。

    這里uig為三角波電壓魄與控制電壓ult相加后經(jīng)比較器整形所得的方波電壓，簡(jiǎn)化表示為ua+ult，圖中ua- ult亦然。

    電機(jī)端電壓ud及電流id的波形也在圖中示出。由圖中可知電樞電壓的脈寬正比于控制電壓ult。改變ult的符號(hào)，ud、id方向隨之而變，這樣便實(shí)現(xiàn)了調(diào)速。繞組的通電情況變換一次，斬波工作的晶體管也更換一次。各區(qū)間晶體管的導(dǎo)通情況見圖2b。圖中以陰影區(qū)表示晶體管工作時(shí)柵極施加u。+ult，以虛線表示施加u - ult。由于v4、v5、v6分別與v1、v2、v3同時(shí)處于斬波狀態(tài)，但導(dǎo)通與截止情況正好相反，故圖中以v1表示。注意，這僅表示斬波狀態(tài)的關(guān)系。在非斬波狀態(tài)，晶體管均處于關(guān)斷，且ud的****占空比不應(yīng)達(dá)到********。

    由于ult>o．uig= u4g= ua+ ult，例如區(qū)間（-60度，60度），電樞電流id流入wa。而ulc=u4g= u△- ult，如區(qū)間(120度，240度)，id自wa流出。其他繞組及晶體管的情況類似。晶體管的導(dǎo)通區(qū)間以及柵極施加的是ua+ult還是u - ult，只取決于轉(zhuǎn)子空間位置叫f，即相對(duì)于電角的關(guān)系是固定的，各繞組的通電情況與電角的關(guān)系也是固定的。從而保證了定子繞組的合成磁勢(shì)在空間始終超前（按轉(zhuǎn)向）于轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)90度（實(shí)際上因換相而存在±30度的擺動(dòng)）。

    在圖2a中可以看到電機(jī)繞組wa. wb.wc輪流間斷通電，電路上任何一點(diǎn)都不存在連續(xù)的電樞電流。電樞電流id需要按時(shí)間順序輪流取各相電流拼接而成。這可利用邏輯電路控制模擬開關(guān)實(shí)現(xiàn)。為解決電位隔離，在電機(jī)引線上各穿一個(gè)電流傳感器（第三相電流可由另兩相電流合成，以省去一個(gè)傳感器），傳感器的輸出量正比于原方電流， 開關(guān)的輸入量，將輸出量疊加代表電樞電流的i用三選一模擬開關(guān)實(shí)現(xiàn)很容易。圖6示出其邏輯電路，這也可用gal實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)ult>o  id為正

當(dāng)ult

 

    這種取樣方式目前被廣泛采用。或者說幾乎是無刷直流電動(dòng)機(jī)****的取樣方式。電流****值+判向”的取樣方式

    這里提出另一種電流取樣方式。

3.1  電流****值的取得

    如果在電機(jī)引線串人反并二極管，并令同向二極管的連線同穿入一個(gè)電流傳感器，見圖7。由于任何時(shí)候按某方向穿圖7在電流傳感器上取得電樞電流****值人（或穿出）電流傳感器的導(dǎo)線只有一根，且必有一根流過電流，因此在傳感器的副方得到連續(xù)的電流ia，其值與原方電流之比等于傳感器的變比。這是代表電樞電流****值的量，可直接用于電機(jī)電流與轉(zhuǎn)矩指示，過電流保護(hù)。亦可在僅運(yùn)