三相异步电机_电流采样电阻

PWM逆变器三电阻电流采样及重构相电流的仿真报告1 三电阻电流采样方案对于某些特定场合，为降低检测电动机相电流的成本，可以采用逆变器下桥臂分别串联三个采样电阻，通过采样电阻采集到的相关信息来合成电机定子三相电流的采样方案。

这样，可以省去电机定子侧的三个电流传感器。

如图1所示，为由6个IGBT模块构成的三相逆变器的主电路，下桥臂的三个电阻R1，R2，R3为采样电阻，左侧为直流电源。

为减少采样电阻对逆变器的影响，采样电阻的阻值一般取得比较小。

图1 三相逆变器电路2 相电流重构原理分析由于三相逆变电路每一桥臂的上下两个IGBT的开通和关断是互补的，则每一桥臂的上下桥臂的控制信号也应均是互补输出。

不妨设任一IGBT开通时为状态“1”，关断时为状态“0”。

由于三相对称，此处仅分析A相的电流重构方法，其余两相可以类似分析。

如图2所示，当IGBT2导通时，IGBT1必然关断，此时的电流流向如图2中的箭头所示。

由图2分析可知，此时通过R1的电流与A相电流大小相等，方向相反。

因此，可以在IGBT2导通的时候进行电流的采样，将此时采样到的电流进行取反就能得到此时A相的电流。

由于IGBT2的开关频率非常高，从而导致采样频率也远远大于相电流频率。

根据采样定理的相关知识可知，此时可以根据采样电流的值恢复出A相电流的值。

图 2 IGBT2导通IGBT1关断时的电流流向3 相电流重构的MATLAB 仿真基于MATLAB/SIMULINK 的系统结构图如图3所示，此次仿真的实验数据：鼠笼式异步电机额定功率为7500W ，额定电压为400，额定频率采用电网频率50HZ,极数为2；SVPWM 模块采用内部发生方式，开关模式模式为1，即经典的七段式；采样电阻为0.015Ω。

图 3 系统结构框图 采样电路如图4所示，将采样电阻采集到的电压信号除以R1的值还原成电流值，然后通过采样子系统，将电流还原成相电流。

采样子系统的具体工作原理为：将PWM2输入到sample&hold 模块的第二输入端，用于判断IGBT2是否开通。

√ 1.永磁同步电动机定子与转子之间气隙的大小为机械条件所能允许达到的最小值。

（）X 2.新能源纯电动车，由于空调系统采用电动压缩机功率为2.4 kW，空调系统制冷时消耗电量较大，所以行驶中急踩油门或油门到底时，需要瞬间短时断开压缩机供电以保障行驶动力充足。

（）√ 3.整车控制器（VCU）根据驾驶员意图发出各种指令，电机控制器响应并反馈，实时调整驱动电机输出，以实现整车的怠速、前行、倒车、停车、能量回收以及驻坡等功能。

（）X 4.整车控制器(VBU)供电电压是24V（）X 5.新能源纯电动汽车空调属于低压系统，在检测维修时不存在高压安全风险。

（）√6.整车状态的获取：通过车速传感器、档位信号传感器等，采用不同的采样周期，检测整车的运行状态（）X 7.新能源电动车电机控制器检测到动力电机或电机控制器温度升高后，将该信息通过CAN传递给VCU，接收到高温信息后VCU控制冷却电子水泵开始运转进行强制散热。

（）√8.整车分为两个工作模式：充电模式、行驶模式；VCU低压唤醒后，周期执行整车模式的判断其中，充电模式优先于行驶模式。

（）√9.器件的开关时间越短所需留有的死区时间越短。

（）X 10.永磁同步电动机的定子绕组通入单相交流电就会产生沿定子内圆旋转的旋转磁场。

（）√11.EU260车辆中的PEU主要由充电机、电机控制器、DC/DC、PTC控制器组成（）X12.ABS属于VBU整车控制器功能（）√13.根据磁阻最小原理，也就是磁通总是沿磁阻最小的路径闭合，利用磁力拉动转子旋转，于是永磁转子就会跟随定子产生的旋转磁场同步旋转。

（）√14.IGBT两端反并联二极管VD的作用是使负载电流连续,是负载向直流侧反馈能量的通道。

（）√15.改变电压型三相桥式逆变电路各相开始导电的角度即改变IGBT导通的顺序就可改变输出三相交流电的相序。

（）√16.新能源电动车电机控制器检测到动力电机或电机控制器温度升高后，将该信息通过CAN传递给VCU，根据温度高低程序不同由VCU控制电子扇进行高低速运转来进行散热。

兆欧表测量三相异步电动机绝缘电阻在电力系统中，三相异步电动机是一种非常常见的电动机类型。

为了确保电动机的正常运行和安全性，绝缘电阻是一个重要的参数需要进行监测和测试。

本文将介绍如何使用兆欧表来测量三相异步电动机的绝缘电阻。

我们需要了解什么是绝缘电阻。

绝缘电阻是指电气设备的绝缘材料对电流的阻碍能力。

它反映了电气设备的绝缘状态是否良好。

对于三相异步电动机来说，绝缘电阻的测试是非常重要的，因为如果绝缘电阻过低，就可能导致电机出现漏电现象或者短路，从而造成设备的损坏甚至是发生火灾的危险。

那么，如何使用兆欧表来测量三相异步电动机的绝缘电阻呢？首先，我们需要准备一个兆欧表，这是一种专门用于测量绝缘电阻的仪器。

在进行测试之前，需要确保电动机已经停止运行，并断开所有的电源连接。

接下来，我们需要将兆欧表的两个测试引线分别连接到三相电动机的绝缘材料上。

一般来说，绝缘电阻测试会分为两种情况，一种是测试绕组与地之间的绝缘电阻，另一种是测试绕组之间的绝缘电阻。

对于前一种情况，我们需要将一根测试引线连接到电动机的绕组上，另一根测试引线连接到地线上。

对于后一种情况，我们需要将两根测试引线分别连接到电动机的不同绕组上。

在连接完成后，我们需要设置兆欧表的测试参数。

一般来说，绝缘电阻测试需要使用直流电压进行测试，常见的测试电压有500V、1000V等。

根据电动机的额定电压和绝缘材料的要求，选择合适的测试电压。

然后，我们需要将兆欧表切换到绝缘电阻测试模式，并设置测试范围。

当一切准备就绪后，我们可以开始进行绝缘电阻测试了。

打开兆欧表的电源，并按下测试按钮，兆欧表会自动施加测试电压并测量绝缘电阻。

测试完成后，兆欧表会显示出测试结果，我们可以根据显示结果来评估电动机的绝缘状况。

需要注意的是，绝缘电阻的测试结果可能会受到一些外界因素的影响，如温度、湿度等。

因此，在进行测试时，我们需要确保测试环境的稳定性，并对测试结果进行合理的分析和判断。

绝缘电阻的测试是三相异步电动机维护和检修工作中非常重要的一部分。

V 1.永磁同步电动机定子与转子之间气隙的大小为机械条件所能允许达到的最小值。

（）X 2.新能源纯电动车，由于空调系统采用电动压缩机功率为 2.4 kW ，空调系统制冷时消耗电量较大，所以行驶中急踩油门或油门到底时，需要瞬间短时断开压缩机供电以保障行驶动力充足。

（）V 3.整车控制器（VCU ）根据驾驶员意图发出各种指令，电机控制器响应并反馈，实时调整驱动电机输出，以实现整车的怠速、前行、倒车、停车、能量回收以及驻坡等功能。

（）X 4. 整车控制器（VBU）供电电压是24V （）X 5. 新能源纯电动汽车空调属于低压系统，在检测维修时不存在高压安全风险。

（）V 6 .整车状态的获取：通过车速传感器、档位信号传感器等，采用不同的采样周期，检测整车的运行状态（）X 7.新能源电动车电机控制器检测到动力电机或电机控制器温度升高后，将该信息通过CAN 传递给VCU ，接收到高温信息后VCU 控制冷却电子水泵开始运转进行强制散热。

（）V8.整车分为两个工作模式：充电模式、行驶模式；VCU 低压唤醒后，周期执行整车模式的判断其中，充电模式优先于行驶模式。

（）V9.器件的开关时间越短所需留有的死区时间越短。

（）X 10.永磁同步电动机的定子绕组通入单相交流电就会产生沿定子内圆旋转的旋转磁场。

（）V11.EU260车辆中的PEU主要由充电机、电机控制器、DC/DC、PTC控制器组成（）X12.ABS 属于VBU 整车控制器功能（）V13.根据磁阻最小原理，也就是磁通总是沿磁阻最小的路径闭合，利用磁力拉动转子旋转，于是永磁转子就会跟随定子产生的旋转磁场同步旋转。

（）V14.IGBT 两端反并联二极管VD 的作用是使负载电流连续,是负载向直流侧反馈能量的通道。

（）V15.改变电压型三相桥式逆变电路各相开始导电的角度即改变IGBT导通的顺序就可改变输岀三相交流电的相序。

（）V16.新能源电动车电机控制器检测到动力电机或电机控制器温度升高后，将该信息通过CAN传递给VCU ，根据温度高低程序不同由VCU 控制电子扇进行高低速运转来进行散热。

采样控制理论中有一个重要结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具...采样控制理论中有一个重要结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。

PWM控制技术就是以该结论为理论基础，对半导体开关器件的导通和关断进行控制，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。

按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。

PWM控制的基本原理很早就已经提出，但是受电力电子器件发展水平的制约，在上世纪80年代以前一直未能实现。

直到进入上世纪80年代，随着全控型电力电子器件的出现和迅速发展，PWM控制技术才真正得到应用。

随着电力电子技术、微电子技术和自动控制技术的发展以及各种新的理论方法，如现代控制理论、非线性系统控制思想的应用，PWM控制技术获得了空前的发展。

到目前为止，已出现了多种PWM控制技术，根据PWM控制技术的特点，到目前为止主要有以下8类方法。

1 相电压控制PWM1.1 等脉宽PWM法[1]VVVF(Variable Voltage Variable Frequency)装置在早期是采用PAM(Pulse Amplitude Modulation)控制技术来实现的，其逆变器部分只能输出频率可调的方波电压而不能调压。

等脉宽PWM法正是为了克服PAM法的这个缺点发展而来的，是PWM法中最为简单的一种。

它是把每一脉冲的宽度均相等的脉冲列作为PWM波，通过改变脉冲列的周期可以调频，改变脉冲的宽度或占空比可以调压，采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。

相对于PAM法，该方法的优点是简化了电路结构，提高了输入端的功率因数，但同时也存在输出电压中除基波外，还包含较大的谐波分量。

1.2 随机PWM在上世纪70年代开始至上世纪80年代初，由于当时大功率晶体管主要为双极性达林顿三极管，载波频率一般不超过5kHz，电机绕组的电磁噪音及谐波造成的振动引起了人们的关注。

姓名：张廷刚学号：1420310064 研究方向：电力电子1、电流的检测方法电机控制系统的中的电流检测主要是对电机定子电流进行检测，电流检测的常用方法主要有：采样电阻法、电流互感器法、霍尔电流传感器法等。

1.1 采样电阻法采样电阻测电流的原理：将采样电阻串接在要监测的电路回路里，电流流过时，在采样电阻两端产生压降，这样就把电流信号转化为电压信号。

然后，对该电压信号进行处理变换，输入到微处理器的A/D单元，完成检测的目的。

1.1.1 采样电阻的使用条件使用采样电阻检测方法实现简单，成本低，但是很难做到电阻值稳定不变，采样精度不高，不能提供准确的电流值。

而且反馈控制电路与主电路没有隔离，在电机驱动控制系统中，万一功率电路的高电压通过反馈电路进入控制电路，将危及到控制系统的安全。

因此，采样电阻一般应用在精度要求不高、成本敏感，温度低的应用场合。

1.2霍尔电流传感器法在电机控制系统中，主要使用霍尔电流传感器对电机三相定子电流进行检测。

一般将霍尔电流传感器紧紧的套在三相定子电流导线上，并通过信号调理电路进行处理，经如图1所示电路，从而对电流进行检测。

图1定子电流检测及信号调理电路1.2.1 霍尔电流传感器的使用条件霍尔电流传感器的工作原理主要基于霍尔器件和磁补偿原理进行检测，因此使用使用时应避免电磁干扰对传感器的影响。

此外霍尔电流传感器的供电电压必须在传感器所规定的范围内，超过此范围，传感器不能正常工作或者可靠性降低。

霍尔电流传感器的电源、输入、输出的各连线导线必须正确连接，不可错位或反接，否则可能导致产品损坏。

安装环境应无导电尘埃及腐蚀性。

应避免剧烈震动或者高温。

1.3 电流互感器法电流互感器法是将电流互感器串连在电机三相定子电流导线中，利用变压器原、副边电流成比例的关系进行电流大小的转换检测。

其工作原理、等电路也与一般变压器相同，只是其原边绕组串联在被测电路中，且匝数很少；副边绕组接电流表、继电器电流线圈等低阻抗负载，近似短路。

三相鼠笼式异步电动机参数测试方法三相鼠笼式异步电动机参数测定分三部分：测量定子绕组的冷态直流电阻，空载实验，短路（堵转）实验。

下面将分别讲述。

一、测量定子绕组的冷态直流电阻原理：将电机在室内放置一段时间，用温度计测量电机绕组端部或铁心的温度。

当所测温度与冷却介质温度之差不超过2K时，即为实际冷态。

记录此时的温度和测量定子绕组的直流电阻，此阻值即为冷态直流电阻。

具体实现方法有：伏安法、电桥法等。

各种方法详细的理论分析及原理介绍在书中有说明。

在实际应用场合，可以使用万用表来进行伏安法的测试。

二、空载实验《电机学实验指导书》上讲述的是Δ接法的测量方法。

原理分析如下：采样Δ接法的测量方法时，只需一相绕组短接，测量一相得到的数据是线电压跟线电流，可以得出空载实验的空载阻抗。

Δ接法电机等效电路如图1所示。

ABC图1 Δ接法电机等效图但是，在小功率的应用场合（比如：家电等消费产品场合），三相异步电动机亦有好多采用Y型接法。

此时电机测量如果可以检测相电压或者线电压均可，下面将逐一分析。

Y型接法电机等效图如图2所示。

ABC图2 Y 接法电机等效图按照图2的等效图，若检测一相得到相电压，线电流，则可直接计算得出短路阻抗。

若检测一相得到线电压，线电流，计算便可得到2倍的短路阻抗。

三、短路（堵转）实验短路实验的原理跟实际的操作流程在实验指导书上均有详细的指导，再次不再重复叙述。

注：因三相异步电动机的广泛使用，在许多场合并未对三相异步电动机的一些细则进行说明，例如，现在许多三相电动机均由变频器拖动，且变频器的前级整流大部分采用全桥整流。

下面以小功率消费场合所采用不控整流技术来进行说明：此时 直流输出 22.34cos d U U α=[1]大部分情况下，我们只知道电机的供电电源是市电。

而不知道电机的一些详细额定参数（我遇到的是额定电压未知）。

此时，在进行实验时，我们无法确定三相调压器所施加电压的上限是多少。

所以，在这种情况下，可根据上面的公式及电机的供电方式及供电电源的等级来确定三相调压器所施加电压的上限（上式中反推所得到的2U ）。

三相异步电机电流米样电阻LUHJUJ.JEP5Un.LDni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。

用简单的话描述就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。

此类电阻，是按照产品使用的功能来划分电阻。

取样电阻功能上就是做为参考，常用在反馈电路里，以稳压电源电路为例，为使输出的电压保持恒定状态，要从输出电压取一部分电压做参考（常用取样电阻的形式），如果输出高了，输入端就自动降低电压，使输出减少；若输出低了，则输入端就自动升高电压，试输出升高。

一般使用在电源产品，或者电子，数码，机电产品的电源部分，功能强大。

在众多电子产品上均常看到取样电阻。

采样电阻一般使用的都是精密电阻，阻值低，精密度高，一般在阻值精密度在±%以内，更高要求的用途时会采用0.01%精度的电阻。

国内工厂生产的大部分都是以锰铜为材质的插件电阻，但是，广大的用户更需要的是贴片的高精密电阻来实现取样功能，这是为了满足产品小型化产品生产的自动化的要求。

能够生产在低温度系数，高精密度，超低阻值上做到满足用户要求电阻的厂商在国内是很少的。

一般采样电阻的阻值会选在1欧姆以下，属于毫欧级电阻，但是部分电阻，有个采样电压等要求，必须选择大阻值电阻，但是这样电阻基数大，产生的误差大。

这种情况下，需要选择高精度的捷比信电阻，深圳市捷比信科技有限公司专业生产销售电源专用高精密贴片电阻（可到0.01%精度，即万分之一精度），这样就可以让采样出来的数据非常可信。

贴片超低阻值电阻（0.0005欧姆，2毫欧，3毫欧，10毫欧等），贴片合金电阻，大功率电阻（20W,30W,35W,50W,100W）等产品，温度系数可达到正负5PPM。

采样电阻和HCPL-7840的连接如图2，采样电阻R1的正端连接到Vin+，采样电阻的负端连接到Vin?，把实时的电机电流转化为模拟电压输入芯片；同时Vin?和GND1连接，把供电电源的返回路径又作为采样线连接到采样电阻的负端，因为电机在工作时有很大的电流流过采样线路，电路中的寄生电感会产生很大的电流尖峰，而此种连接能把这些暂态噪声视为共模信号，不会对采样电流信号形成干扰；另外，为消除采样电流输入信号中的高频噪声，采样电阻上采集到的电压信号必须经过由R2及C3组成的低通滤波器进入芯片。

st电机库三电阻采样原理ST电机库（ST Motor Control Workbench）是意法半导体（STMicroelectronics）公司开发的一种工具软件，用于辅助电机控制系统的设计与开发。

ST电机库的一项重要功能是提供了三电阻采样（Three Shunt Current Sensing）的原理与实现方法。

三电阻采样是一种用于检测电机相电流的方法，它常用于电机控制系统中电流环路的闭环控制，以实现精确的转矩控制和速度控制。

三电阻采样的基本原理是通过在电机三相的电流路径中插入电阻，利用欧姆定律计算电流值。

具体来说，将三个电阻分别串联到三个电机相线上，并将电阻两端的电压通过模数转换器（ADC）转换成数字信号，即可得到各相电流的数值。

三电阻采样的实现方法主要包括三个步骤：1.插入电阻；2.采样电压；3.计算电流。

首先，在电机相线上插入电阻。

为了保持电机系统的正常工作，插入的电阻需具备适当的参数。

通常情况下，电阻的阻值应能够满足电机相线的额定电流和采样精度的要求，同时要考虑到电阻本身的功耗和占用空间等因素。

其次，在插入的电阻两端采样电压。

这需要通过ADC（模数转换器）将电压信号转换为数字信号。

采样精度的选择要根据电流传感器和控制算法的要求来确定。

通常情况下，较高的采样精度可以提供更准确的电流测量结果，但也会带来更大的计算复杂度和轻微的延时。

最后，利用欧姆定律计算电流值。

根据插入电阻两端的电压和电阻值，可以通过欧姆定律得到电流值。

在计算过程中，还需要考虑到采样电压的放大倍数和对应的校准因子，以确保计算结果的准确性。

三电阻采样的优点是简单可靠，成本较低，并且适用于大多数电机类型。

然而，它也存在一些局限性。

一方面，采样电阻会引入额外的功耗和电压降，可能会对电机系统的效率和性能造成一定影响。

另一方面，由于电阻与电机相线的串联，采样电阻会改变相电路的特性，可能会引起电感、电容等元件的共振等问题。

为了解决这些问题，还有其他一些电流传感方法，如霍尔效应传感、电感传感、非接触式传感等，可以用于电机控制系统中的电流测量。

三电阻采样foc控制逻辑
摘要：
1.三电阻采样原理
2.FOC 控制逻辑概述
3.三电阻采样在FOC 控制逻辑中的应用
4.三电阻采样FOC 控制逻辑的优势与不足
正文：
一、三电阻采样原理
三电阻采样是一种常用的模拟信号采样方法，其基本原理是通过三个电阻器对输入电压进行采样，将采样后的电压信号转换为数字信号，以便微控制器进行处理。

这三个电阻器在电路中形成一个三角形，根据三角形的三个顶点电压值，可以计算出输入电压的平均值。

二、FOC 控制逻辑概述
场导向控制（Field-Oriented Control, FOC）是一种基于矢量控制的电机控制策略，广泛应用于异步电机和永磁同步电机的控制中。

FOC 控制将电机的磁场和转矩分别进行解耦控制，通过调整磁场电流和转矩电流，实现对电机转矩和转速的精确控制。

三、三电阻采样在FOC 控制逻辑中的应用
在FOC 控制逻辑中，三电阻采样被用于测量电机电流，从而实现对电机转矩的精确控制。

通过三电阻采样，可以将电机电流转换为电压信号，然后通过模拟- 数字转换器（ADC）将电压信号转换为数字信号，供微控制器进行处
理。

四、三电阻采样FOC 控制逻辑的优势与不足
1.优势：
（1）三电阻采样FOC 控制逻辑能够实现对电机转矩和转速的精确控制，提高了电机的控制性能；
（2）采用三电阻采样可以降低成本，简化电路设计；
（3）三电阻采样具有较高的采样精度，能够满足FOC 控制对电流检测的要求。