在純電動汽車電機驅動系統電機控制器廠家中，輸出電流不僅與輸入電壓有關，而且與系統負載有關，因此，采用閉環PWM方法是非常有必要的。電流PWM方法采用閉環控制算法，根據傳感器中電流的反饋信息，對逆變器進行PWM控制。在使用電流PWM方法時，需要將傳感器測量的三相電流與系統外環控制器產生的3個參考電流信號進行比較。根據測量信號和參考信號之間的誤差，PWM算法輸出相應的選通信號。基于電流控的PWM方法也有很多，其中既有比較簡單的，也有非常復雜的。

 

這些方法包括滯環電流控制法、斜坡交截控制法以及預測電流控制法等。預測電流控制法是比較復雜的，它根據負載來進行電流預測。下面將簡要介紹兩種相對簡單的電流控制方法，滯環電流控制法和斜坡交截控制法。

 

 

在滯環電流控制法中，測量電流和參考電流之間的誤差與滯環帶進行比較，滯環帶如圖8-32a所示。如果電流誤差在滯環帶內，則PWM輸出保持不變。如果電流誤差超出了滯環帶，PWM會輸出一個反向的作用，以di/dt的梯度變化。從數學的角度來講，PWM的輸出可以表示為：

純電動汽車電機驅動系統的電流控制方法

 

如果PWM輸出信號為“0”，指的是斷開控制相的電壓源，使電流衰減；如果PWM輸出信號為“1”，指的是閉合控制相的電壓源，使電流變大。電壓會強制電流這樣變化，使其保持在滯環內。

 

這種控制方法的優點是電流誤差始終保持在一定的帶寬內，這個帶寬也是用戶事先知道的。在滯環電流控制方法中，開關頻率是不知道的，這樣就會使得設計濾波器變得比較困難。對開關頻率應該仔細進行監測，以免超出逆變器的極限。在實際使用時，通常會設定開關頻率的上限，以免超出逆變器開關頻率的最大極限。滯環的帶寬通常是根據功率器件的開關頻率來設計的。如果滯環帶寬選得非常窄，那么開關頻率就需要非常高，同時不能超出功率器件的最大開關頻率。另一方面，如果帶寬比較寬的話，電流誤差將會非常大。

 

滯環電流控制法可以應用于三相PWM逆變器，每一相都有一個PWM控制器。如果實際電流比參考電流高出滯環帶寬的一半，橋式逆變器的低壓端將會閉合，以減小相電流。三相滯環控制也有一個難點，根據滯環控制，對各相開關狀態的要求可能會有沖突。當考慮三相系統滯環控制與各相獨立的滯環控制之間的相互關系時，難度就更大了。這個難點造成的結果是電流可能無法保持在滯環帶寬內。

 

例如，有一個指令需要a相電流增加，需要使用b相或者c相的低壓端作為回路，而如果恰在此時b相或者c相的高壓端正在閉合，這樣a相電流就無法跟隨指令使電流增加。在這種情況下，a相電流的誤差就有可能超出滯環的帶寬。使用dq變換理論，可以首先將三相電流變換為兩相dq電流，然后在dq參考系中使用滯環電流控制。

 

 

控制定子電流還有另外一種方法，這種方法的控制器基于固定頻率的斜坡信號，而且斜坡信號決定了開關頻率。電流誤差首先傳給一個線性控制器，典型的線性控制器為比例積分( PI)型。線性控制器的輸出結果與一個高頻鋸齒形三角波信號相比較，然后輸出PWM開關信號。如果誤差信號比三角波信號高，PWM輸出信號為“1”，否則輸出信號為“0”，控制過程如圖b所示。為了減小電流誤差，定子電壓是不斷變化的。在三相系統中使用3個同樣的控制器。

斜坡交截控制法開關頻率固定，其頻率由鋸齒波的頻率決定，這樣就可以很容易確保不會超過逆變器的開關頻率。在斜坡交截控制法中可以調整很多參數，因此與滯環電流控制法相比，其具有更大的靈活性。斜坡交截控制法的控制參數包括線性控制器的增益以及鋸齒波的頻率和幅值，而滯環電流控制法的控制參數只有滯環的帶寬。這兩種控制方法的功能差異如圖所示。

斜坡交截控制法最主要的缺點是由于傳輸延遲使得響應時間變長。這種情況可以通過兩種方法來加以改善，一種方法為用一個高增益的比例控制器替換PI控制器；另一種方法為提高鋸齒波信號的開關頻率。