电机控制器逆变原理

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）：

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。

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！

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°（2π）、其中正半波经过180°（π）会从第二象限进入第三象限，变为负半波并经过180°（π）。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°（π）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°（π）就为此相的下桥臂。如图4.

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。