电机控制器的逆变原理

新能源汽车(New energy vehicles)新能源汽车是指以非常规汽车燃料为动力源(或使用常规汽车燃料和新型车载动力装置)，在汽车动力控制和驱动方面集成先进技术的技术原理、新技术、新结构的汽车。新能源汽车电机控制原理的核心是变频调速技术的应用。

我们知道，新能源汽车使用的驱动电机大多是三相永磁同步电机、三相交流异步电机等。当输入电机被提供三相平衡正弦交流电源时，电机可以旋转并向外输出扭矩。新能源汽车的电源是DC电源。当驱动电机时，需要将电源提供的DC功率转换成三相交流功率。这个转换装置叫电机控制器，英文缩写是MCU。电机控制器是如何工作的？以下小系列将简要说明电机控制器的工作原理。

让我们看看新能源汽车永磁同步电机控制系统的框图(见图1):

在这些控制方法中，磁场定向控制(FOC)和直接转矩控制(直接转矩控制)作为交流电机的两种高性能控制策略，在实践中得到广泛应用。本来只是用于异步电机的控制，现在扩展到同步电机和永磁同步电机的控制，控制电机的启动、加速、运行、减速和停止。当根据电机的不同类型和电机的应用场合有不同的要求时，通过控制可以达到快速启动、快速响应、高效率、高扭矩输出和高过载能力的目的。

在电机控制中，三相逆变器(见图2)是最重要的部分。是电源部分将输入的直流电转换成交流电。它同时属于主电路部分和控制执行部分。本文主要阐述了三相逆变器的工作原理。

接下来，我们需要看一下逆变器的内部，即主电路的电路图(见图3)，主电路由六个IGBT(绝缘栅双极晶体管)组成，每相输出线与正负DC母线之间连接一个IGBT功率管。我们把连接正母线和输出节点的IGBT称为“上桥臂”，把连接负母线和输出节点的IGBT称为“下桥臂”。六个igbts的序列号一般为T1~T6(边肖使用VD1~VD6)，一期的上桥臂为T1(或VD1)。其他igbts的对应位置应该在PWM的坐标图中找到，边肖应该先买一把锁！

为了将输入DC转换为交流，六个IGBT将从T1到T6(或VD1到VD6)依次打开和关闭，并以60度的间隔依次打开(或关闭)。U/V/W三相的相位差为120度，也就是说与第一相(U相)上桥臂导通(或关断)的时间相差120度，第二相(V相)上桥臂导通(或关断)的间隔为120度的IGBT是第三相(W相)上桥臂，下桥臂的序号很好区分。大家都知道一段正弦交流电的角度是360(2)，正半波经过180()后会从第二象限进入第三象限，变成负半波。想一想，各相上下腿可以同时导电吗？会有叠加关系吗？答案很肯定，当然不是，因为上下桥臂中间是直接相连的，作为这一相的输出端。如果同时导通或叠加导通，会导致正负母线间直接跨导，导致短路，这是明显禁止的。因此，当某一相的上桥臂处于导通区间时，下桥臂不能导通，即完全关断，上桥臂导通180()后立即关断，视为该相的正半波。另一个是上桥臂接通并通过180()时，该相的下桥臂。参见图4。

交错群落