电机控制器逆变原理

作者: admin 分类: 体育 发布时间: 2019-11-14 15:05

新能源汽车新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车电机控制原理,其核心就是变频调速技术的应用。

我们知道新能源汽车大多所用的驱动电机类型有三相永磁同步电机、三相交流异步电动机等,当给输入电机三相平衡均匀的正弦交流电能时电机就可以旋转,对外输出转矩,新能源汽车所配备的电源是直流电源,驱动电机时需要将电源提供的直流电转换为三相交流电,这个转换装置叫做电机控制器,英文缩写是MCU,电机控制器是如何工作的呢?下面小编就简单的阐述一下电机控制器的工作原理。
下面我们看一下新能源汽车永磁同步电动机控制系统组成框图(见图1):

 浅谈电机控制器逆变原理

在控制方法中,磁场定向控制(FOC)和直接转矩控制(DTC)作为交流电动机的两种高性能控制策略,在实际中得到了广泛的应用,最初仅用于异步电动机的控制,现在已经被扩展到同步电动机、永磁同步电动机的控制上,对电机的启动、加速、运转、减速及停止进行控制。根据不同电机的类型及电机的使用场合有不同的要求时,通过控制达到快速启动、快速响应、高效率、高转矩输出及高过载能力的目的。

在电机控制中,三相逆变器(见图2)是最重要的部分,它是将输入的直流电转换为交流电的功率部分,它即属于主回路部分,也属于控制执行部分,本文内容主要是讲解三相逆变器的工作原理。

 浅谈电机控制器逆变原理

接下来我们要看一看逆变器的内部,也就是主回路电路图(见图3),由6个IGBT(绝缘栅双极型晶体管)组成,每一相输出线和正负直流母线之间各连接一只IGBT功率管,我们称连接正极母线的IGBT与输出端节点为上桥臂,称连接负极母线的IGBT与输出端节点为下桥臂,每一相的上、下桥臂统称为半桥,6个IGBT的序号一般为T1~T6(小编习惯用VD1~VD6),第一相的上桥臂是T1(或VD1),其他的IGBT所对应的位置应从PWM的坐标图里去找,小编这里先买个关子!

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为了能够将输入的直流变成交流电,6个IGBT会从T1~T6(或VD1~VD6)依序循环的导通和关闭,并依次的间隔60顺序导通(或关断),U/V/W三相的相位差为120,这也就意味着和第一相(U相)上桥臂导通(或关断)时刻间隔120的IGBT为第二相(V相)的上桥臂,和第二相(V相)上桥臂导通(或关断)时刻间隔120的IGBT为第三相(W相)的上桥臂,下桥臂的序号很好辨别,大家都知道一个周期的正弦交流电所经过的角度是360(2)、其中正半波经过180()会从第二象限进入第三象限,变为负半波并经过180()。大家想一想,在每一相的上、下桥臂能同时导通吗?可以有叠加关系吗?答案很肯定,当然不可以,因为上下桥臂中间直接连接并作为这一相的输出端,如果有同时导通或者是叠加导通会导致正负母线之间直接跨导,造成短路,显然这样是禁止发生的。所以当某一相的上桥臂导通区间内下桥臂是不可以导通的,也就是完全关断状态,上桥臂导通180()后立刻关断、这视为此相的正半波。另外哪一项在上桥臂关断时刻起导通并经过180()就为此相的下桥臂。如图4.

 浅谈电机控制器逆变原理

每一相间隔120的循环输出就会产生交流电了,连接永磁同步电动机后就会建立旋转磁场,电机转子就可以旋转并对外做功了。

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