利用實(shí)時(shí)速度檢測實(shí)現漸進(jìn)式再生制動(dòng)

當電機在汽車(chē)傳動(dòng)應用中使用時(shí)，最令人感興趣的特性之一是它們還能用作發(fā)電機，因而在剎車(chē)時(shí)可以給汽車(chē)電池充電。Roboteq公司的電機控制器可以通過(guò)方便地編程充分利用這個(gè)特性以受控和漸進(jìn)的方式實(shí)現再生制動(dòng)。

本文討論了使用電機速度檢測這種簡(jiǎn)單且非常高效的技術(shù)背后的原理，并介紹了使用與Roboteq控制器連接的無(wú)刷電機的一個(gè)實(shí)際例子。

既是電動(dòng)機又是發(fā)電機

電機的簡(jiǎn)化模型是一個(gè)電阻串聯(lián)一個(gè)電感和一個(gè)電壓發(fā)生器。電阻和電感就是電機內部電磁部件的電阻和電感。電壓發(fā)生器代表電機在轉動(dòng)時(shí)由電機本身產(chǎn)生的電壓，一般稱(chēng)為反向電動(dòng)勢，簡(jiǎn)寫(xiě)為BEMF.BEMF電壓是一個(gè)固定的電壓轉速比值(V/RPM)。

能夠使用Roboteq無(wú)刷電機控制器實(shí)現漸進(jìn)式再生制動(dòng)的實(shí)驗性電動(dòng)踏板車(chē)。

圖1：電動(dòng)機模型。

當給處于機械鎖定狀態(tài)的電機加電時(shí)，模型實(shí)際上可以簡(jiǎn)化為一個(gè)兩端連接電池的電阻，測得的電流值為I=VBat/Rm.電感只是影響電壓加上瞬間的電流，如果電壓保持恒定這種影響會(huì )消失。

圖2：當電機停轉時(shí)的等效電路。

如果電機允許旋轉，那么它將產(chǎn)生正比于旋轉速度的BEMF電壓。此時(shí)的模型是一個(gè)電阻加上分別位于電阻兩端的發(fā)電器。電阻上的最終電壓等于電池電壓減去BEMF，電流則為I = (VBat - VBemf) / Rm.在實(shí)際應用中，這意味著(zhù)隨著(zhù)電機轉速的提高，電流會(huì )減小。

圖3：加速狀態(tài)。

如果電機轉速可以足夠快到BEMF等于電池電壓，兩個(gè)電壓源將相互抵消，電阻上的等效電壓為0，此時(shí)電池將沒(méi)有電流流出。在實(shí)際應用中這種情況是不會(huì )發(fā)生的，因為這意味著(zhù)電機沒(méi)有一點(diǎn)扭矩，而克服摩擦力總是需要一定的扭矩。

圖4：無(wú)負載或摩擦力時(shí)的穩定速度。

在實(shí)際應用中，當BEMF達到產(chǎn)生扭矩的電池電流足以克服摩擦力和電機機械負載時(shí)電機速度將趨于穩定。