电机矢量控制单电阻电流采样关键技术
单电阻采样的永磁同步电动机相电流重构策略
关键词：单电阻采样；相电流重构；永磁同步电动机；空间矢量脉宽调制；逆变器
中图分类号：TM470.40
文献标志码：A 文章编号：1003-8930（2018）09-0114-07
DOI：10.3969/j.issn.1003-8930.2018.09.018
Phase Current Reconstruction Strategy for PMSM Using One-shunt Current Sampling
当某一基本电压矢量开关状态作用的时间很短时， 通过在 PWM 周期内平移脉冲使其相互错开以得到 足够的时间，采用这一方法将导致 PWM 输出的波形 不对称，增加了电流的谐波成分。文献[8]提出了利 用三态脉宽调制技术来重构电流，但是其性能不如 传 统 的 7 段 式 空 间 矢 量 脉 宽 调 制 SVPWM（space vector pulse width modulation）控制方式。文献[9]提 出了混合脉宽调制技术，在正常区域内使用传统的 SVPWM 调制，在不可重构的区域内将传统 SVPWM 调制中的零矢量用有效矢量进行替代。上述方法由 于在高调制区和过调制区零矢量作用时间很短甚至 为零，无法利用减少零矢量的作用时间来增加非零 电压矢量的作用时间来采样电流，因此都存在盲 区，无法在全范围实现相电流重构。
vector control system to verify the proposed strategy. Keywords: one-shunt current sampling ； phase current reconstruction ； permanent magnet synchronous motor （PMSM）；space vector pulse width modulation（SVPWM）；inverter
foc 单电阻采样移相
foc 单电阻采样移相什么是单电阻采样移相技术？单电阻采样移相技术，也称为“foc 单电阻采样移相”，是一种用于交流电机控制的高级技术。
它基于矢量控制方法，通过选择合适的移相角度，使得电机的磁场方向与实际负载需求相匹配，从而实现高效率运行和精确控制。
单电阻采样移相技术的原理与实现步骤如下：1. 矢量控制基础：在开始讲述单电阻采样移相技术之前，我们需要先了解矢量控制的基础原理。
矢量控制是一种将电机齿轮磁场的方向和大小分为直流分量和交流分量进行控制的方法，以实现精细控制。
在交流电机中，通过设置电机的电压频率和幅值，可以精确控制电机的转矩和速度。
2. 传统矢量控制的问题：传统的矢量控制存在一个问题，即电机的电感变化与电流成正比。
当电机负载变化时，电感也会相应变化，导致电流的波形和幅值发生变化。
这使得传统矢量控制无法提供准确的负载响应和高效率运行。
3. 单电阻采样移相技术原理：单电阻采样移相技术通过测量电机的电感变化，以校正电流波形和幅值变化。
具体实现方法是，在电机的线圈中串接一个电阻，利用这个电阻的电压波形，对电流进行校正，以实现分离控制电机的电感和负载的变化。
4. 实施步骤：a. 使用电流传感器或霍尔传感器测量电机的电流。
b. 获取电机线圈中电阻的电压。
c. 利用获取的电阻电压和电流数据，计算电机的电感。
d. 根据电感的变化，调整电机的电压频率和幅值。
5. 优势与应用：a. 提高控制精度：单电阻采样移相技术可以准确测量电机的电感变化，从而实现精确控制和高动态响应。
b. 提高运行效率：通过校正电感变化，可以减少电机电流的波形和幅值变化，提高电机的运行效率。
c. 降低成本：相比于其他高级电机控制技术，单电阻采样移相技术的实施成本相对较低，易于在实际工程中推广应用。
d. 应用领域广泛：单电阻采样移相技术广泛应用于交流电机控制领域，包括风力发电机组、电动汽车、工业机械等。
总结：单电阻采样移相技术通过校正电机的电感变化，实现了高精度的交流电机控制。
采样电阻
3.1单电阻电流采样为了降低系统成本，本方案采用了先进的单电阻采样技术。
一般来讲，矢量控制算法需要采集电机至少两相电流，但单电阻采样只需要采集负母线的电流即可。
图3 单电阻采样框图表1 单电阻采样状态表图3是单电阻采样的框图，对于桥臂的每一个开关状态，其流过的电流状态如表1所示。
在表1中，“0”表示开关管关断，而“1”表示导通。
由于电流在一个PWM周期内几乎不变，因此只需要在一个PWM周期内采样两次即可得到该时刻电机每一相电流的状态，因为三相电流之和为零。
单电阻采样会遇到一些挑战，空间矢量脉宽调制器（SVPWM）在空间矢量的扇区边界和低调制区域的时候，会存在占空比两长一短和两短一长以及三个几乎一样长的时刻。
这样的话，如果有效矢量持续的时间少于电流采样时间，则会出错。
本方案采取的办法是在相邻边界的时候插入固定时间的有效矢量，而在低调制区域的时候，采用的是轮流插入有效矢量的方法。
插入有效矢量会给电流波形带来失真，这种情况下需要通过软件来进行补偿。
单电阻采样的优点除了降低系统的成本，还有就是它检测三相电流时都基于相同的增益和偏移，一致性好。
缺点也是明显的，对于MCU来说，算法复杂了其运算时间要增大，代码比三电阻也要长一些；对于电流检测而言，其波形失真比起三电阻方法来说，要稍微大一些。
其详细的对比如表2所示。
单电阻采样的性能对于变频空调的应用是完全可以胜任的，而且成本低廉，这也就是为什么大部分家电厂家都愿意选择单电阻采样的原因所在。
采样电阻1.产品介绍采样电阻又称为电流检测电阻，电流感测电阻，取样电阻，电流感应电阻。
英文一般译为Sampling resistor，Current sensing resistor。
采样电阻分为对电流采样和对电压采样。
对电流采样则串联一个阻值较小的电阻，对电压采样则并联一个阻值较大的电阻。
采样电阻（Sampling resistor，Current sensing resistor）是一个阻值较小的电阻，串联在电路中用于把电流转换为电压信号进行测量。
矢量控制中电流采样值的定点Q格式处理
i = I / 2 In , u =U / 2Un ,ω =实际角速度 /ωn 对于电流采样值的定标 ,首先必须考虑电流采样值 的范围 。考虑到电机在过渡过程中电流量有可能会超 过最大值几倍 ,在这里以 8倍作为裕量。对照表 1,我们
[ 2 ] 李天来. 日光温室和大棚蔬菜栽培 [M ]. 北京 :中国农业出
版社 , 1997, 5. [ 3 ] 曹柏荣. 单片机原理及其应用技术 [M ]. 北京 :原子能出版
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社 , 1998, 10. [ 5 ] 杜尚丰. 中国温室环境控制硬件系统研究进展 [ J ]. 农业工
表 1列出了 16位数的 Q 表示和它们所能表示十
Q 表示 Q15 Q14 Q13 Q12 Q11 Q10 Q9 Q8
图 1 Q0 和 Q15表示法图示
表 1 定标表示法及其数值范围
十进制数值范围
Q 表示
十进制数值范围
[ - 1, 0. 9999695 ]
Q7 [ - 256, 255. 9921875 ]
;向下平移 ,产生正负电流值
SACL TEM P
LT TEM P M PY #KCURRENT
;转换系数 , Q8格式
(下转第 62页 )
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仪表技术
2006年第 1期
1和加数 2)支持直接寻址方式 ,从而提供了和其他模 块接口的途径 。
永磁同步电机矢量控制方案在变频空调风机中的运用
对 于桥臂的每
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单 电 阻 采 样 的 优 点 除 了降 低 系统 的成 本
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低成本 高性能的永磁 同步 电机 的矢量控制方案
永 磁 同 步 电 机 的 矢 量 控 制 ， 具 有 动 态 响 应
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图 2 永 磁 同步 电机 矢 量 控 制框 图
电 源 就 可 工 作 ，具 有 结 构 简 单 、 可 靠 的 优 点 ，
基于MOSFET内阻的电流采样及相电流重构方法
基于MOSFET内阻的电流采样及相电流重构方法作者：叶维民周德维来源：《电子技术与软件工程》2015年第20期摘要电流的采样对电机矢量控制是非常重要的。
在低成本应用场合，采用MOSFET导通电阻的电流采样方法具有竞争优势。
本文对检测MOSFET开关管导通管压降来获取电流的原理进行了阐述，提出了电机矢量控制中电流采样及相电流重构的方法。
最后，基于Microchip dsPIC30F5015芯片结合矢量控制平台进行了实验，论证了该算法的正确性和可行性。
【关键词】电机矢量控制电流采样电流波形重构MOSFET20世纪70年代西门子工程师F.Blaschke首先提出异步电机矢量控制理论来解决交流电机转矩控制问题。
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。
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。
本文在分析MOSFET电流采样原理的基础上，提出空间矢量PWM（SVPWM）控制方式下交流电动机相电流重构技术。
该技术利用三个MOSFET下管的导通压降来获取电流信息，根据逆变器所处开关状态和三相电流关系，计算出各相电流，实现交流电动机的相电流重构。
1 MOSFET电流采样原理随着微电子技术的发展，采用MOSFET作为电流检测的手段已得到越来越广泛的关注。
MOSFET作为多子器件，在饱和导通时具有电阻特性。
图1是MOSFET的导通电阻特性曲线图。
由图1可见，当VGS大于9V时，MOSFET饱和导通，漏源为恒定电阻，并且阻值很小。
不同型号的MOSFET有不同的漏源导通电阻值。
当MOSFET功率开关流过通态电流时，由于通态导通电阻的存在，在其导通沟道上有一定的压降，又因器件的导通电阻基本稳定，该压降与器件的通态电流成正比。
所以，检测出MOSFET开关器件的通态压降也就检测到流过器件的电流大小。
电机矢量控制的相电流采样与滤波方法的研究
电机矢量控制的相电流采样与滤波方法的研究电流的采样对电机矢量控制是非常重要的。
在低成本应用场合，采用双电阻相电流采样的方法具有一定的优势。
论文对双电阻相电流采样原理进行了阐述，并对相电流波形进行了分析，提出了适用的数字滤波方法。
并经过实验验证了双电阻相电流采样原理的正确性和数字滤波方法的有效性。
标签：电机矢量控制；永磁同步电机；电流采样；数字滤波引言20世纪70年代西门子工程师F.Blaschke首先提出异步电机矢量控制理论来解决交流电机转矩控制问题。
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。
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。
电流检测通常有以下几种方式：（1）电阻采样；（2）霍尔电流传感器；（3）电流互感器。
电阻采样通过测量电阻上的压降来计算电流大小，适合于被测电流较小的场合。
霍尔电流传感器测量精度高、线性度好、响应快、使用简单，但价格比较昂贵。
电流互感器体积较大，造价昂贵，适合于被测电流大的场合。
对于小功率的伺服驱动器适合采用电阻采样方式，文章以双电阻电流采样方式[1]展开分析。
1 双电阻相电流的采样原理双电阻采样方式的典型电路如图1所示，微处理器对某两相电流通过采样电阻进行采样，再根据iu、iv、iw的矢量和为零，即：iu+iv+iw=0的理论推算出第三相电流的值。
从采样电阻上获取的电压信号，经过电压偏置和放大[2]后，输入到微处理器的A/D单元。
双电阻采样的逻辑如图2所示，电流采样时刻是在三相上桥臂都截止的时刻进行的，因为只有在这个时刻才能保证采样电阻上均有反映该相电流的电流流过，只是此时可能采样得到的电流是续流电流，不过续流电流也可以真实的反映相电流的值。
由此可见，双电阻采样方法也可以实现三相定子电流的重构。
电机与电力电子掌握电动机的控制与驱动技术
电机与电力电子掌握电动机的控制与驱动技术电机是现代工业与生活中不可或缺的重要设备，而电力电子作为电机的控制与驱动核心技术，对电机的性能表现和应用提出了更高的要求。
本文将介绍电机的控制与驱动技术，并探讨它们在各个领域的应用。
1. 电机的基本原理电机是将电能转化为机械能的设备。
电机的基本原理是利用电流通过导线产生的磁场与永磁体或电磁体之间相互作用来产生力矩。
根据电机的不同工作原理，可以将其分为直流电机和交流电机。
2. 电机控制技术电机的控制技术是指通过改变电流或电压来控制电机的运行状态。
常见的电机控制技术包括调速、转向、定位等。
其中，电机的调速控制技术是电机控制中最常用的技术之一。
2.1 直流电机控制技术直流电机采用的控制技术主要包括电阻切换控制、PWM控制和矢量控制三种。
2.1.1 电阻切换控制电阻切换控制是通过改变电阻来改变电机的转速。
这种控制技术简单、成本低，但效果较差，不适用于对电机性能要求较高的应用场合。
2.1.2 PWM控制PWM控制是通过改变脉宽来改变电机的转速。
脉宽越大，电机的转速越快。
这种控制技术简单、效果较好，被广泛应用于各种直流电机控制系统中。
2.1.3 矢量控制矢量控制是将直流电机模型转换为交流电机模型进行控制，通过控制电流和电压的相位和幅值来实现电机的精确控制。
矢量控制技术具有高效性能和较高的响应速度，适用于对电机精确度要求较高的应用场合。
2.2 交流电机控制技术交流电机的控制技术主要包括感应电机矢量控制、同步电机矢量控制和直接转矩控制三种。
2.2.1 感应电机矢量控制感应电机矢量控制是通过控制电流和电压的相位和幅值来实现对感应电机的精确控制。
这种控制技术具有较高的效率和较好的响应性能，被广泛应用于传动系统、工业控制等领域。
2.2.2 同步电机矢量控制同步电机矢量控制是通过控制电流和电压的相位和幅值来实现对同步电机的精确控制。
同步电机矢量控制技术具有较高的效率和较好的动态性能，适用于对电机稳定性要求较高的应用场合。
电机矢量控制介绍
电机控制基本原理
电机数学模型及坐标变换
矢量控制基本模块介绍 编程中的注意事项
1 2019/4/5
异步电机静态等效电路
f0：同步频率(输出频率) fs=f0×S fs：滑差频率
1、忽略铁芯损耗 2、忽略磁路饱和,电感为常数
f0=fs+fr fr：转子频率(转速)
Te Pe
Pe=I22×R2/S Pe: 电磁功率
20 2019/4/5
15 2019/4/5
V/F控制的一些概念
5、限流控制 矢量控制检测电机转速，可以直接控制滑差防止过流。 V/F控制不知道电机的转速，直接对定子施加设定的频 率，尤其动态及负载突变时，实际滑差过大，容易造 成过流，需要用电流环来限制输出电流，改变输出频 率。 V/F控制的优点： 1、可以引入简单的矢量模型，提高稳态性能 2、不需要参数辨识，可以驱动多台电机 缺点： 1、动态响应不好 2、低速力矩不足
ic1 uc1 c
C
uc 2
多变量非线性方程求解复杂，简化的方法 是坐标变化，经过三相到两相的坐标变换， 变量减少，电感为常数，数学模型简化
3 2019/4/5
电路中的电机控制技术实现电机的精确控制
电路中的电机控制技术实现电机的精确控制在电路中，电机控制技术是实现电机的精确控制的关键。
电机广泛应用于各个领域，如工业生产、家居电器和交通工具等。
精确控制电机可以提高工作效率、降低能源消耗，并确保设备的安全和可靠运行。
本文将介绍几种常见的电机控制技术，包括直流电机调速、步进电机控制和交流电机调速。
一、直流电机调速直流电机广泛应用于各种设备、机械和工业系统中。
直流电机的调速可以通过改变电机的供电电压、改变电阻或通过采用目前更常用的电子调速方式来实现。
电子调速采用先进的调速控制器，并通过控制直流电机输入电压或电流的方式来改变电机的转速。
电子调速技术主要包括：1. 脉宽调制（PWM）技术：通过改变占空比来控制电机的平均电压值，从而改变电机的转速。
PWM技术通过控制器将输入信号转换为高频脉冲信号，并通过控制脉冲信号的占空比来控制电机的输出功率。
2. 矢量控制技术：矢量控制技术是一种通过调整电机的电流和转矩来实现精确控制的技术。
它通过测量电机的电流和角度，计算出电机的转矩需求，并通过调整电机的供电电流来实现精确控制。
二、步进电机控制步进电机是一种常用于需要精确控制和定位的应用中的电机。
步进电机的运行是通过逐个控制每个电机步骤来实现的。
步进电机控制技术主要包括：1. 开环控制：开环控制是最简单的步进电机控制技术。
它通过控制电机的输入脉冲数量和频率来控制电机的转动角度和速度。
开环控制无法实时监测电机的位置和运行状态，所以容易出现误差。
2. 闭环控制：闭环控制是一种通过反馈信号来实时监测电机位置和运行状态，并根据需求调整控制信号的控制技术。
闭环控制可提高步进电机的定位精度和减少误差。
三、交流电机调速交流电机是工业应用中最常见的电机类型之一。
为了实现交流电机的精确控制和调速，各种调速技术被广泛应用。
交流电机调速技术主要包括：1. 变频调速：变频调速是一种通过改变交流电机输入电压的频率和幅值来实现电机调速的技术。
通过调整供电频率和电压的大小，可以改变电机的转速和转矩。
交流感应电机矢量控制技术简
众所周知，交流电机三相对称的静止绕组 A 、B 、C ，通以三相平衡的正弦电流时，所产生的合成磁动势是旋转磁动势F，它在空间呈正弦分布，以同步转速 1 （即电流的角频率）顺着 A-B-C 的相序旋转。这样的物理模型绘于下图a中。
A
B
C
A
B
直流电机的物理模型
直流电机的数学模型比较简单，先分析一下直流电机的磁链关系。图6-46中绘出了二极直流电机的物理模型，图中 F为励磁绕组，A 为电枢绕组，C 为补偿绕组。 F 和 C 都在定子上，只有 A 是在转子上。 把 F 的轴线称作直轴或 d 轴（direct axis），主磁通的方向就是沿着 d 轴的；A和C的轴线则称为交轴或q 轴（quadrature axis）。
转矩方程的三相坐标系形式
应该指出，上述公式是在线性磁路、磁动势在空间按正弦分布的假定条件下得出来的，但对定、转子电流对时间的波形未作任何假定，式中的 i 都是瞬时值。
因此，上述电磁转矩公式完全适用于变压变频器供电的含有电流谐波的三相异步电机调速系统。
4.电力拖动系统运动方程
（6-86）
在一般情况下，电力拖动系统的运动方程式是 TL —— 负载阻转矩； J —— 机组的转动惯量； D —— 与转速成正比的阻转矩阻尼系数； K —— 扭转弹性转矩系数。
2.交流电机数学模型的性质
异步电机变压变频调速时需要进行电压（或电流）和频率的协调控制，有电压（电流）和频率两种独立的输入变量。在输出变量中，除转速外，磁通也得算一个独立的输出变量。因为电机只有一个三相输入电源，磁通的建立和转速的变化是同时进行的，为了获得良好的动态性能，也希望对磁通施加某种控制，使它在动态过程中尽量保持恒定，才能产生较大的动态转矩。
由于这些原因，异步电机是一个多变量（多输入多输出）系统，而电压（电流）、频率、磁通、转速之间又互相都有影响，所以是强耦合的多变量系统，可以先用右图来定性地表示。
单电阻采样的永磁同步电动机相电流重构策略
单电阻采样的永磁同步电动机相电流重构策略黄科元;伍瑞泽;黄守道;高剑【摘要】为了减少变频器的成本,提出一种利用单电阻采样三相逆变器母线电流来重构永磁电机相电流的策略.将电流重构盲区划分成3个区域:低调制不可观测区、中调制不可观测区和高调制不可观测区.在低调制不可观测和中调制不可观测区采用插入测量脉冲的方法,在高调制不可观测区采用电压矢量近似的方法.该方法能实现全范围的相电流重构,使调整后的空间矢量脉宽调制波形仍然具有对称性,并且能固定一个采样点;在永磁同步电机矢量控制系统中进行了实验验证.【期刊名称】《电力系统及其自动化学报》【年(卷),期】2018(030)009【总页数】7页(P114-120)【关键词】单电阻采样;相电流重构;永磁同步电动机;空间矢量脉宽调制;逆变器【作者】黄科元;伍瑞泽;黄守道;高剑【作者单位】湖南大学电气与信息工程学院,长沙 410082;湖南大学电气与信息工程学院,长沙 410082;湖南大学电气与信息工程学院,长沙 410082;湖南大学电气与信息工程学院,长沙 410082【正文语种】中文【中图分类】TM470.40中小变频器产品对性价比要求较高，电流采样电路在整机成本中所占的比例是不可忽略的。
较为常用的电流采样方法是采用两个电流传感器测量电流，但是存在两个电流传感器不匹配带来的增益误差的问题，而且成本较高。
使用单电阻采样的逆变器母线电流重构电机相电流，可以避免以上问题，但是单电阻采样存在电流重构的盲区[1]。
针对单电阻采样重构电流存在的不足，学者提出了很多方法[2-10]。
文献[2]采用正弦曲线拟合观测器，使估计的电流趋近参考正弦三相电流，但严重地依赖电机参数，且误差较大；文献[3]提出在每个调制周期末插入3个测量脉冲，虽然这种脉冲宽度调制PWM（pulse width modulation）方法减少了由于采样时刻不确定带来的误差，但导致输出电压矢量的幅值减少，而且使功率器件开关损耗增大。
电动自行车永磁同步电机矢量控制调速策略的设计
电动自行车永磁同步电机矢量控制调速策略的设计江剑峰;曹中圣;杨喜军;雷淮刚【摘要】电动自行车(E-Bike)传动系统的发展日益强调节能降耗和优良调速性能.采用矢量控制的电动自行车永磁同步电机(PMSM)变频调速策略,相比无刷直流电机的120°或180°导通调制策略,具有转矩脉动小、机械噪声低等优点.在描述电动自行车传动系统结构基础上,描述了电动自行车转子磁链定向PMSM矢量调速、单零矢量开关损耗最小空间矢量脉宽调制( SVPWM)、三相定子电流重构的基本原理,在利用MATLAB/Simulink仿真分析后,设计了基于单片机uPD78F1213的实际系统,试验结果表明上述设计方案是可行的,具有良好的性能价格比.【期刊名称】《电机与控制应用》【年(卷),期】2011(038)006【总页数】5页(P21-25)【关键词】电动自行车;永磁同步电机;矢量控制;电流重构【作者】江剑峰;曹中圣;杨喜军;雷淮刚【作者单位】上海交通大学电气工程系,上海200240;上海交通大学电气工程系,上海200240;上海交通大学电气工程系,上海200240;上海大学自动化系,上海200072【正文语种】中文【中图分类】TM301.2:TM3510 引言作为一种清洁环保的交通工具，电动自行车(E-Bike)因其生产和使用方面具有许多优点，市场前景非常广阔。
目前为止，E-Bike的电动机大都采用永磁无刷直流电动机(Brushless DC Motor，BLDCM)，这种电动机的反馈装置和控制结构都比较简单，生产成本也较低。
但是定子电流和气隙磁通为方波或梯形波，带来了转矩脉动大的固有不足，特别是低速时，脉动更加明显，静音效果差。
E-Bike量大面广，由蓄电池供电，要求其传动系统具有更高的效率。
基于以上考虑，可以采用基于矢量控制的永磁同步电动机(Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM)代替 BLDCM，可以克服以上问题。
foc单电阻电流采样算法
foc单电阻电流采样算法
FOC（Field Oriented Control）是一种电机控制技术，它可以
有效地控制交流电机的转速和转矩。
FOC单电阻电流采样算法是FOC
技术中的一种重要算法，它通过对电机电流进行精确采样和控制，
实现了电机的高效、精确控制。
FOC单电阻电流采样算法的核心思想是通过对电机的电流进行
实时采样和分析，以实现对电机的精准控制。
在FOC技术中，电机
的三相电流可以分解为两个正交的分量，磁场定向分量和磁场垂直
分量。
通过对这两个分量进行独立控制，可以实现对电机的精确控制。
FOC单电阻电流采样算法的实现主要包括以下几个步骤，首先，通过电路中的电阻将电机的电流进行采样；然后，利用采样到的电
流数据，通过数学模型和控制算法，计算出电机的磁场定向分量和
磁场垂直分量；最后，根据计算得到的控制量，对电机进行精确控制，实现所需的转速和转矩输出。
FOC单电阻电流采样算法具有以下优点，首先，通过对电机电
流进行精确采样和控制，可以实现对电机的高效、精确控制，提高
了电机的运行效率和性能；其次，该算法能够减小电机的电流谐波，减少了电机的振动和噪音，提高了电机的运行平稳性和可靠性；最后，FOC单电阻电流采样算法还可以实现对电机的动态响应和过载
能力的提升，使电机在各种工况下都能够稳定运行。
总之，FOC单电阻电流采样算法作为FOC技术中的重要算法，
可以实现对电机的高效、精确控制，提高了电机的性能和可靠性，
对于提升电机控制系统的整体性能具有重要意义。
随着电机控制技
术的不断发展，FOC单电阻电流采样算法将会得到更广泛的应用和
推广。
基于 PSoC4的矢量控制方案：电流采样
基于PSoC®4的矢量控制方案：电流采样FOC Design Based On PSoC®4： Current Sensing李飞飞Cypress应用工程师摘要：本文首先简要介绍了Cypress PSoC®4产品的主要特性，然后详细阐述了矢量控制中常用的电流采样方案及基于PSoC@4的方案的优势，最后介绍如何使用PSoC®4在马达矢量控制方案中实现双电阻电流采样。
关键字：PSoC®4，Internal Opamp，Current Sensing, 2-shunt, FOC, Motor control Abstract: This paper first briefly introduces the major features of Cypress PSoC®4 product, and discusses popular solutions of current sensing in FOC control. And then presents the solution based on PSoC®4 and its advantages. At last 2-shunt current sensing is described in details with one design example on PSoC®4.Keywords: PSoC®4，Internal Opamp，Current Sensing, 2-shunt, FOC, Motor control1. 引言Cypress在2013年3月推出PSoC®4可编程片上系统架构, 它将赛普拉斯一流的PSoC®模拟和数字架构以及业界领先的CapSense®电容式触摸技术同ARM®的低功耗Cortex™-M0内核完美相结合。
基于IRMCF341的永磁同步电机无传感器矢量控制系统设计
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永 磁 同 步 电 机 （ ｅｍ ｎ ｎ Ｍａｎ ｔＳ ｎｈｏ Ｐ ｒ ａ ｅ ｔ ｇ ｅ ｙ ｃｒ— ｎ ｕ ｔｒ Ｐ Ｍ） 有 结 构 简 单 、 率 密度 高 、 ｏ ｓＭｏ ， ＭＳ 具 ｏ 功 损 耗 小 、 率 高 和 控制 性 能好 的特 点 ， 国防 、 效 在 工 农 业生产 和 日常 生活等 方 面获得 了广 泛应 用 。高
转 子位 置和速 度 的估 算 ， 而 实 现 Ｐ Ｍ 的矢 量 进 ＭＳ
控 制 。试验 表 明以 Ｉ ＭＣ ３ １ 核 心 而组 建 的无 Ｒ Ｆ４ 为 传感 器 Ｐ Ｍ 矢 量 控 制 系 统 的 动 静 态 性 能 和 低 ＭＳ
传感 器 （ 如编码 器 、 解码 器 、 速 发 电 机 ） 以提供 测 ， 电机 矢量 控制 所需 要 的转子位 置 和速 度信 号 。但 这些 传感 器增 加 了 系统 成 本 ， 大 了电 机 的 尺 寸 增
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变频器单电阻电流采样及相电流重构方法
应 关 系 的 基 础 上 ， 合 单 电阻 电流 采 样 特 点 给 出一 种 间接 合 成 目标 矢 量 的方 法 ， 现 了 全 区域 的 电 流 采 样 及 结 实 重 构 。基 于 飞 思 卡 尔 Ｄ Ｐ ０ ３ 片结 合 矢 量 控 制 平 台进 行 了 实 验 ， 证 了该 算 法 的正 确 性 和 可 行 性 。 Ｓ ８１ 芯 论 关 键 词 ： 接 合 成 目标 矢 量 ； Ｖ ＷＭ 控 制 ； 间 Ｓ Ｐ 电流 采 样 ； 流 重 构 ； 思 卡 尔 ＤＳ ８ １ 电 飞 Ｐ ０３
中图分类号 ： ＴＭ３ ３ ４ 文献标识码 ： Ａ
Ｓ ｎ ｌ ｓ ｓ ｏ ｒ ｅ ｎｓｎｇ ａ ｃ ｎｓ ｒ ｃ ｉ ｎ ｉ ｇ ｅ Ｒｅ ｉ ｔ ｒ Ｃｕ ｒ ｎｔＳｅ ｉ ｎｄ Ｒｅ ｏ ｔ ｕ ｔ ｏ
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扇区1的实际PWM波形
扇区3的实际PWM波形 扇区2的实际PWM波形
扇区4的实际PWM波形
扇区5的实际PWM波形 以上是每个扇区内抓取一个周期的PWM波形
一个扇区内连续的波形, 其实这些波形的占空比是连续变化的 变化的数据来之矢量,转速,转矩,电流的复杂计算关系
单电阻采样对mcu技术的要求关键
扇区一的电流波形
扇区二的电流波形
扇区一的电流采集时序图
PWM时序关键, 六路PWM以中心沿对齐模式,每组PWM能独立 操作,可以设置正向输出,反向输出模式,占空比独立调节. ADC采集关键, PWM周期中断以上图中心点触发中断,进入中 断后可以对第一次触发AD采集设置延迟时间,完成第一次采 集后再次延迟对第二次采集.
电机矢量控制单电阻电流采样
电流的采样对电机矢量控制是非常重要的，电流采样性能是其中一个关键
环节，往往直接影响到整个控制方案性能的好坏。
使用单分流电阻的优缺点
优点
单分流三相重构的最重要原因之一是要降低成本。而这进而又把采样电路简化至 一个分流电阻和一个差动放大器。除了降低成本的益处之外，单分流算法还允许 使用功率模块，功率模块不用为每相提供单独的接地连接。单分流测量的另一个 益处是检测全部三相时使用的电路相同。对于全部测量，增益和偏移都将是相同 的，这就不再需要校准每相的放大电路或者在软件中进行补偿。
缺点
在单分流测量期间，为了允许测量电流，需要对正弦调制模式进行修改。这种模 式修改可能会产生一些电流纹波。由于模式修改以及对修改的校正，实现算法时 会占用更多信号驱动电机， PWM 方法用来驱动三相逆变器中的开关晶体管。 这种调制以及得到的调制波形如图所示。通过向PWM 发生器模块载入一组占空 比值，可以生成正弦波形。查找表中的值表示被调制的正弦波，所以一旦把这些 占空比值经过逆变器送至电机绕组，电机绕组将针对开关模式进行滤波。得到的 正弦波如图所示。