同理，依据反电势波形，可以分析其它四个状态的环流回路。
为验证以上环流分析，针对已建好的9 kwBLDcM模型，将Hau位置超前定子电枢绕组60°电角度，在额定电压和2 5 N·m负载条件下，仿真流过功率管正向电流和续流二极管反向电流波形，如图3所示。
IQ代表流过功率管的电流，ID代表流过续流二极管的电流，从上向下依次为：，IQl／ID1、IQ2／ID2、IQ3／ID3、IQ4／ID4、IQ5／ID5、IQ6／ID6，1～6与功率管的编号相对应。当功率管Q1、Q2导通时，反电势ec、eb通过二极管D6产生环流；当功率开关管Q2、Q3导通时，反电势ea、eb通过二极管D1产生环流；当功率开关管Q3、Q4导通时，反电势ea、ec通过二极管D2产生环流；当功率开关管Q4、Q5导通时，反电势eb、ec通过二极管D3产生环流；当功率开关管Q5、Q6导通时，反电势eb、ea通过二极管D4产生环流；当功率开关管Q6、Ql导通时，反电势ec、ea通过二极管D5产生环流。仿真波形与分析保持一致，从而证明了环流的存在：
图4是该条件下的4相电压、电流仿真波形：与常规相电流波形相比，该相电流波形多了一个半波，这是由于在超前导通情况下，续流二极管的环流引起的。
3环流对电机及逆变器的影响
在证明环流存在的基础上，定眭分析环流对电机带载性能以及对逆变器的影响。
假设电机顺时针旋转，Hall位置超前60。电角度。在O。～60。阶段，管子Q1、Q2导通，正常电流回路：Ax-zc；电流环流回路：By—zc。流过c相绕组的电流为A相绕组与B相绕组之和。图5是电枢磁场矢量图，F8是永磁体磁场，F1是A相与c相合成电枢磁场，F2是B相电枢磁场。从图中可以看出：F1带动Fδ旋转，而F2阻碍Fδ旋转。因此环流的存在降低了电机的带载能力。
当Hau信号与电机绕组同步时，电机每转过360°电角度，每一相电流会存在120°的截止时间：
但环流的存在不仅会增大相电流的峰值，还会增加相电流的导通时间。这就增大了功率管的损耗，降低，逆变器的可靠性。环流要予以消除。
4十二管结构对环流的影影响晌
为了消除逆变器环流，在控制逻辑不变的条件下，文献[1]提出了十二管结构，如图6所示。该拓扑由两个反向串联的功率管代替常规拓扑中的单管，两个反向串联功率管的控制信号保持一致。
该拓扑利用下管集成二极管的反向阻断作用，进而消除了环流。
图7是在十二管拓扑、H aJl超前60°、额定电压和5 N·m负载、PwM为满占空比条件下的A相电压、电流仿真波形。与图4对比，该拓扑电路消除了环流。但在电机换相过程中，相电压存在泵升现象。
为了便于与图4中相电压波形作对比，图7中截断了较高的电压尖峰，电压显示范围取±150 v。
5新控制逻辑方法
基于十二管功率拓扑，为了解决相电压泵升问题，本文介绍一种新型控制逻辑方法。假定HalI位置超前60°，逆变器工作在上管斩波、下管换相方式。
在电机功率驱动中，电压泵升一般是由于电机绕组电感能量得不到释放而导致的电压突变，因此需要为电机绕组电感能量寻找一条释放通道，也就是续流回路。在BLDcM功率驱动中，续流一般分为斩波续流和换相续流两种，为此先分析在稳定状态下和过渡过程中十二管拓扑的续流回路。
(1)0°～60°斩波续流。Q1 H斩波，Q2 H常通。当Q1一H、Q2一H导通时，电流：Q1一H 1)1一L—A—c—Q2一H—I)2一L；当Ql_H斩波关断，Q2 H导通，电流斩波续流：Q4 L一D4-H—A～c 02一HD2一L，该续流路径如图8a所示。在此状态Q6 L必须关闭，否则产生环流。
(2)从O°～60°向60°～120°换相续流。电流由A相向B换流，A相电流不能突变，电流换相续流通路为Q4一L—D4 H—A—c—Q2 H—D2 L，该续流路径如图8a所示。
(3)60。～120。斩波续流。Q3 H斩波，Q2 H常通。当Q3 H、Q2一H导通，电流：Q3一H D3一L—B～c Q2一H—D2 L；当Q3 H斩波关断，Q2一H导通，电流斩波续流：Q6nL D6一H B—c—Q2一H～r)2L，该续流路径如图8b所示。在此状态Q1 L必须关闭，否则产生环流：
同理，以提供斩波续流和换相续流回路为目的，可分析其他九个状态的续流回路，得到功率管新型图8超前导通、新拓扑结构下的不同阶段电流续流控制逻辑波形，如图9所示。
将HaⅡ超前60°电角度，在额定电压、满占空比、5 N·m负载、十二管功率拓扑条件下，应用新的控制逻辑，仿真流过功率管的电流。每半桥由两个对管串联组成，两对管流过的电流大小相同、正方向相反。为了与图3所示的电流正方向保持一致，只仿真每半桥中的上功率管电流。仿真波形如图lO所示，，。代表流过上功率管的正向电流，』。代表流过上续流管的续流，波形排列顺序与图3保持一致。
续流回路分析如下：当Q1一H斩波、Q2一H导通时，Ql_H斩波关断续流回路由Q4一L和n4一H提供。当Ql～H—Q2一H向Q2一H Q3 H换流时，换相续流回路也由Q4和L和D4一H提供。当Q3一H斩波、Q2一H导通时，Q3一H斩波关断续流回流由Q6一L和D6 H提供。当Q2 H—Q3一H向Q3一H—Q4一H换流时，换相续流回路由Q5一L和D5 H提供。其他八个状态不再详述。仿真波形与理论分析保持一致。
图11在H all超前60°、新型控制逻辑、额定 电压、5 N·m负载、满占空比条件下，A相电压、相电流仿真波形。与图4和图7对比可得，新控制逻辑消除了电流环流，在电机换相过程中，电压没有激烈突变，既提高了电机的带载能力，又降低了功率管的损耗，增加了逆变器的可靠性。
6结语
本文针对BLDcM分析了开通角提前导通情况下、常规逆变器中电流环流产生的原因，推导出不同状态时的环流回路，并通过MaTlah仿真验证了环流的存在。定性指出环流不仅会降低电机的带载能力还会增加功率管的损耗，要给予消除。
仿真了十二功率管两两反向串联拓扑结构在开通角提前导通条件下的相电压、相电流波形，仿真结果表明，该结构虽然能够有效消除环流，但相电压存在较大泵升。针对相电压泵升问题，以供提电流续流回路为出发点，在十二功率管两两反向串联拓扑结构的基础上，提出r一种新的控制逻辑方法。仿真表明，该方法既消除了环流义解决了相电压泵升问题，不仅提高了弱磁过程中电机的带载能力，还增强了逆变器的可靠性。
