在純電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)的電機控制器制造商中，輸出電流不僅與輸入電壓有關(guān)，還與系統(tǒng)負(fù)載有關(guān)，因此有必要采用閉環(huán)脈寬調(diào)制方法。電流脈寬調(diào)制方法采用閉環(huán)控制算法，根據(jù)傳感器中電流的反饋信息對逆變器進(jìn)行脈寬調(diào)制控制。當(dāng)使用電流脈寬調(diào)制方法時，需要將傳感器測量的三相電流與系統(tǒng)外環(huán)控制器產(chǎn)生的三個參考電流信號進(jìn)行比較。脈寬調(diào)制算法根據(jù)測量信號和參考信號之間的誤差，輸出相應(yīng)的選通信號。基于電流控制的脈寬調(diào)制方法有很多，其中有些簡單，有些非常復(fù)雜。

這些方法包括滯環(huán)電流控制法、斜坡相交控制法和預(yù)測電流控制法。預(yù)測電流控制方法復(fù)雜，根據(jù)負(fù)載預(yù)測電流。下面簡單介紹兩種比較簡單的電流控制方法，滯環(huán)電流控制法和斜率橫切控制法。

遲滯電流控制方法

在滯環(huán)電流控制方法中，測量電流和參考電流之間的誤差與滯環(huán)帶進(jìn)行比較，如圖8-32a所示。如果電流誤差在遲滯帶內(nèi)，脈寬調(diào)制輸出保持不變。如果電流誤差超過遲滯帶，PWM會輸出反向效應(yīng)，隨di/dt的梯度變化。從數(shù)學(xué)上講，PWM的輸出可以表示為

純電動汽車電機驅(qū)動系統(tǒng)的電流控制方法

如果PWM輸出信號為“0”，則表示切斷控制相的電壓源，衰減電流；如果PWM輸出信號為“1”，說明控制相的電壓源閉合，使電流增大。電壓會迫使電流改變，使其保持滯后。

這種控制方法的優(yōu)點是電流誤差始終保持在一定的帶寬內(nèi)，這也是用戶事先知道的。在滯環(huán)電流控制方法中，開關(guān)頻率是未知的，這使得濾波器的設(shè)計變得困難。應(yīng)仔細(xì)監(jiān)控開關(guān)頻率，以避免超過逆變器限值。在實際使用中，通常設(shè)置開關(guān)頻率的上限，以避免超過逆變器開關(guān)頻率的限值。遲滯的帶寬通常根據(jù)功率器件的開關(guān)頻率來設(shè)計。如果遲滯帶寬選擇得很窄，開關(guān)頻率需要很高，不能超過功率器件的開關(guān)頻率。另一方面，如果帶寬很寬，電流誤差會很大。

滯環(huán)電流控制方法可以應(yīng)用于三相PWM逆變器，每相都有一個PWM控制器。如果實際電流比參考電流高遲滯帶寬的一半，橋式逆變器的低壓端將關(guān)閉，以減少相電流。三相滯環(huán)控制也有難度。根據(jù)滯后控制，對每相的開關(guān)狀態(tài)可能有沖突的要求。三相系統(tǒng)的滯環(huán)控制與各相獨立的滯環(huán)控制之間的關(guān)系更難考慮。由于這一困難，電流可能無法保持在遲滯帶寬內(nèi)。

比如有增加A相電流的指令，需要用B相或C相的低壓端作為回路。如果此時B相或C相的高壓端閉合，則A相電流無法按照指令增加電流。這種情況下，A相電流的誤差可能會超過遲滯的帶寬。利用dq變換理論，可以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(huán)電流控制。

斜坡交叉口控制方法

還有另外一種控制定子電流的方法。該方法的控制器基于固定頻率的斜坡信號，斜坡信號決定開關(guān)頻率。電流誤差首先被傳輸?shù)骄€性控制器，典型的線性控制器是比例積分(PI)。將線性控制器的輸出結(jié)果與高頻鋸齒三角波信號進(jìn)行比較，然后輸出PWM開關(guān)信號。如果誤差信號高于三角波信號，則PWM輸出信號為“1”，否則輸出信號為“0”，控制過程如圖B所示.(依法)有效的

斜坡橫切控制法的開關(guān)頻率是固定的，其頻率由鋸齒波的頻率決定，因此很容易保證不超過逆變器的開關(guān)頻率。斜坡交叉口控制方法中有許多參數(shù)可以調(diào)整，因此比滯環(huán)電流控制方法更靈活。斜坡橫切控制方法的控制參數(shù)包括線性控制器的增益和鋸齒波的頻率和幅值，而滯環(huán)電流控制方法的控制參數(shù)只有滯環(huán)帶寬。兩種控制方法的功能差異如圖所示。

坡道交叉口控制方法的主要缺點是由于傳輸延遲，響應(yīng)時間變長。這種情況可以通過兩種方法來改善。一種方法是用高增益比例控制器代替PI控制器。另一種方法是提高鋸齒波信號的開關(guān)頻率。