上篇,我们理解到IGBT在电动汽车领域紧张运用在电机掌握器中,起到直流电转化为互换电的浸染。那么它的事情事理是什么呢?我想肯定会有好奇的小伙伴想知道答案。
个中这个问题对付理工科的小伙伴并不陌生。但是也要考虑均匀的接管能力。我尽可能讲的浅近易懂(公式啥的通通砍掉),那么这次我分几个层次:什么是直流电/互换电、为什么电动汽车利用互换电机、IGBT范例事情状态、电机掌握器的基本事情事理。
直流电:直流电(Direct Current,简称DC)是电荷的单向流动或者移动。电流密度随着韶光而变革,但是常日移动的方向在所有韶光里都是一样的。它的极性永久不会改变。比如:干电池、可充电电池,它们都是供应的直流电。

电池上都有标注“+ -”级,并且直流用电设备在正负极接反的情形下是无法正常事情的。直流电还分为恒定直流电和脉动直流电,恒定直流电是指电流方向和大小都不会改变;脉动直流电大小是变革,但方向依旧不会改变。
互换电:互换电流(Alternating Current,缩写:AC)是指电流方向随韶光作周期性变革的为互换电,在一个周期内的运行均匀值为零。不同于直流电,它的方向是会随着韶光发生改变的,并且直流电没有周期性变革。
我们打仗最多的便是家里用的220V市电,这是50Hz的正弦波互换电,50Hz是指1秒钟周期变革50次。除了正弦波互换电,还有三角形波、正方形波互换电等。
下边一副波形图来总结一下:
课外作业:请思考一下,为什么我们家庭利用的电视、电脑、手机等电器明明都是利用的直流电,而市电是互换电而不直接供应直流电呢?(答案请在头条里私信关键字“答案”得到)
二、为什么电动汽车利用互换电机。
讲完了直流电和互换电,这下小伙伴都知道了吧,电动汽车上的电池供应的是直流电,但是电动汽车却利用互换电机,这是不是多此一举呢?
实际上互换电机比直流电机拥有更小的体积、更高的效率以及更可靠的构造,紧张便是构造可靠。
下图是直流电机事情事理图:
这不便是我们小时候玩的四驱车马达啊!
一欠妥心又暴露了年事。
下图是互换电机在三相正弦波互换电下的事情事理图:
可见直流电机绕组在旋转时电刷和换向器之间是摩擦打仗的。以是即便互换电机本钱高、掌握难度大,电动汽车也当仁不让的选择互换电机,紧张缘故原由便是由于互换电机免去了掩护电刷的烦恼。
三、IGBT范例事情状态。上篇我们说到,IGBT是电压驱动式功率半导体器件。现在就讲它的范例事情状态, 它在事情时只有2个状态,一是“导通”,二是“截止”。就彷佛是开关,就2状态,要么开要么关。结合它的高输入阻抗、开关速率快、耐压高、导通压降小、载流密度大等特点。把它接到高电压、大电流的回路中,就可以用一个电压很小的电旗子暗记掌握全体电路快速地开关了。如图所示:
四、电机掌握器的事情事理。
电机掌握器的基本事理如图:
动力电池供应的是直流电,通过电机掌握器的逆变得到三相交流电供应给互换电机。
电机掌握器内部的数字处理系统发出方波旗子暗记使IGBT功率模块依次导通。G1、G3、G5导通时通过正向电流,G2、G4、G6导通时通过负向电流,电流方向改变的即为互换电。
下面先容一下SPWM调波、变频的事理:三相交流电动机在给它固定频率的电源时,电机就按照该频率以固定的转速旋转。改变频率即可改变电机的旋转速率,我们常常听说的变频空调、变频器和新能源车上的电机掌握器都是这个变频的事理。
刚才我们讲到,数字处理系统是发出的方波旗子暗记,方波旗子暗记的幅度是一样,但是宽度可以不一样,这便是占空比的观点。这就可以利用等幅不等宽的方波等效成正弦波。如图:
变频:在电机掌握器中G1、G3、G5导通是上幅波形;G2、G4、G6导通即时下幅波形。改变上、下导通的间隔韶光即可实现变频。
看完IGBT的事情事理,是不是会不由自主的发出感叹:人类的聪慧真的太伟大了!
总结:
我国已经成为环球新能源产销第一大国,车规级的IGBT不同于工业级,须要承受汽车的颠簸以及各种恶劣景象环境。IGBT直接影响了电动汽车的性能和效率,节制了核心技能才能冲破国际巨子的技能垄断。
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