轮毂电机控制器相电流重构方法

万 清，宋 锦，李克靖，吴居成

（中科芯集成电路有限公司，江苏无锡 214072）

1 引言

矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制电机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对电机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制电机转矩的目的[1]。

在交流电机矢量控制策略中，相电流采样性能是一个重要的指标。在对成本要求高的应用场合，如何低成本地获得好的电流采样性能成为关键问题。文献 [2-3]利用金属半导体晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)导通自身内阻代替精密电阻以实现相电流的采样，解决了大电流流过电阻时产生额外功率损耗的问题。文献[4]根据母线电流和相电流的关系，通过采集母线电流来重构相电流，很好地实现全区域的电流采样，但其算法较复杂并且对微处理器(Microcontroller Unit,MCU)资源具有一定的特殊要求。文献[5]在低、中调制区域采用脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)移相方法，在高调制区域采用电压矢量近似法，实现空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)线性调制范围内的三相电流重构。文献[6]基于MOSFET内阻采样设计了轮毂电机控制系统，但其主控芯片具有双ADC采样模块，可以实现同时采样，不存在仅有一相电流能够采集到的情况。

轮毂电机控制器具备大电流、强扭矩的特性，其运行时功率较大[7]，一般采用MOSFET内阻的采样方式对相电流进行采样，并且需要在下管MOSFET导通的情况下才能采集到实际的相电流。但由于电子器件存在一定的延时，且ADC采样需要一定的采样时间，因此，成功实现电流采样的最基本条件是具有足够的电流采样时间窗。……