電流峰值通?？蛇_(dá) 2000A，電池電壓可達(dá)兩三百伏。相電流測量是變速驅(qū)動(dòng)算法的重要組成部分。為了優(yōu)化效率，需要測量相電壓、電流和相角。此外，還需要進(jìn)行電流測量來防止過載并檢查系統(tǒng)故障。簡而言之，對于三相電機(jī)，只需要兩個(gè)電流傳感器，因?yàn)榈谌嗟碾娏骺梢詮钠渌麅上嗟目偤椭械贸?。然而，?dāng)考慮到系統(tǒng)的安全性和可靠性時(shí)，使用三個(gè)電流傳感器是有利的，以便可以進(jìn)行系統(tǒng)交叉檢查。

由于多種原因，測量實(shí)際相電流比嘗試從橋臂電流中導(dǎo)出它是有益的。不需要很高的精度。電機(jī)不是精密設(shè)備，因此幾個(gè)百分比的誤差對系統(tǒng)效率、驅(qū)動(dòng)平穩(wěn)性或噪音影響很小。另一方面，確實(shí)需要在所有速度和負(fù)載范圍以及四個(gè)操作象限內(nèi)保持精度。

傳統(tǒng)方法

該方法使用三個(gè)獨(dú)立的電流傳感器，這些傳感器在所需的電流和溫度范圍內(nèi)具有必要的精度。它們可能還需要大于約 30kHz 的頻率響應(yīng)來“查看”PWM 振蕩并快速響應(yīng)以實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)。

圖 1：傳統(tǒng)三相電流感應(yīng) – 100%

這些傳感器可能是帶有磁芯的開環(huán)霍爾器件。它們應(yīng)該對傳感孔徑內(nèi)的導(dǎo)體位置具有合理的容忍度。3 個(gè)傳感器的成本約為 120-150 美元。

無芯電流傳感器 用于牽引環(huán)境的下一代傳感器將是無芯的。磁場傳感器陣列位于孔徑周圍，取代了。這減小了尺寸和重量。（尺寸和重量是電動(dòng)汽車的重要品質(zhì)。）

圖 2：無芯三相電流感應(yīng) - ~ 66%

通常，無芯傳感器具有出色的線性度，因?yàn)椴淮嬖谛撅柡托?yīng)。它們的頻率響應(yīng)也可以超過 100kHz。

三相傳感器

下一個(gè)成本降低進(jìn)程是采用三相傳感器。對于無芯來說，這是特別有吸引力的。它還節(jié)省了 2 個(gè)連接器，因?yàn)橹恍枰?1 個(gè)三相連接器。傳感器可以布置在單個(gè) PCB 上。如果環(huán)境允許，可能不需要住房。厚的保形涂層可以提供防潮保護(hù)。為了提高信噪比，可能需要靜電屏蔽。

通常，無芯傳感器具有出色的線性度，因?yàn)椴淮嬖谛撅柡托?yīng)。它們的頻率響應(yīng)也可以超過 100kHz。三相傳感器 下一個(gè)成本降低進(jìn)程是采用三相傳感器。對于無芯來說，這是特別有吸引力的。它還節(jié)省了 2 個(gè)連接器，因?yàn)橹恍枰?1 個(gè)三相連接器。傳感器可以布置在單個(gè) PCB 上。如果環(huán)境允許，可能不需要住房。厚的保形涂層可以提供防潮保護(hù)。為了提高信噪比，可能需要靜電屏蔽。

圖 3：屏蔽 ~ 20% 的三相無芯 PCB

現(xiàn)在成本已降至不到三分之一。該組件可以非常緊湊——也許完全集成到速度控制器中。

降低成本的三相傳感器

磁場傳感器陣列背后的原因是為了提供良好的抗雜散外部磁場能力。它還使傳感器很大程度上不受導(dǎo)體位置的影響?，F(xiàn)在，如果導(dǎo)體位置固定，并且除了電機(jī)饋電之外附近沒有其他導(dǎo)體，則可能不再需要傳感器陣列。每個(gè)相使用單個(gè)磁場傳感器就足夠了。相之間會(huì)存在串?dāng)_，但這將是系統(tǒng)性的，因此可以通過合適的算法進(jìn)行補(bǔ)償。

圖 4：具有屏蔽和補(bǔ)償功能的三相無芯 PCB ~ 15%

此選項(xiàng)可以進(jìn)一步降低成本。此選項(xiàng)的缺點(diǎn)是可能需要相當(dāng)復(fù)雜的校準(zhǔn)過程。然而，一旦算法完全開發(fā)出來，校準(zhǔn)過程將完全自動(dòng)化。終結(jié)果是與電流感測相關(guān)的硬件變得微不足道。