電機控制器功能

01

驅(qū)動時，將高壓直流電，通過IGBT功率模塊，轉(zhuǎn)換成三相交流電，驅(qū)動電機輸出動力給減速器；發(fā)電時，將電機線圈端產(chǎn)生的三相交流電通過IGBT模塊，轉(zhuǎn)變成高壓直流電，給電池充電。

驅(qū)動電機器（控制模塊），根據(jù)從安裝到變頻器和驅(qū)動電機的每個傳感器發(fā)送的信息和狀態(tài)，并通過CAN通訊將狀態(tài)信息發(fā)送給每個模塊。驅(qū)動電機控制模塊，根據(jù)逆變器和通過VCU接收到的驅(qū)動電機的狀態(tài)，將控制信號傳輸?shù)侥孀兤髦械墓β示w管。各傳感器信息輸入到驅(qū)動電機控制模塊如圖11和表1所示。

電機控制器結(jié)構(gòu)

02

電機控制器位于驅(qū)動驅(qū)動電機的頂部。動力蓄電池直流母線通過固定螺栓與電機控制器連接。電機控制器將動力蓄電池提供的直流電轉(zhuǎn)換成交流電以驅(qū)動驅(qū)動電機。將在減速期間由驅(qū)動電機產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換成直流電，以對動力蓄電池充電。

電機控制器通過控制直流頻率將直流電轉(zhuǎn)換為交流電。電機控制器集成了一個三相橋式電路，該電路使用功率晶體管在直流電和交流電之間進行轉(zhuǎn)換。電機控制器與驅(qū)動電機三相動力線以固定螺母連接，三相動力線短，而且布置在機殼內(nèi)，具有良好的屏蔽性（圖12）。

如圖13所示，電機控制器集成了電容器和放電電阻。當連接動力蓄電池接觸器時，電容器可防止浪涌電流暫時流動，并消除功率晶體管的開關噪聲。當主電源關閉（正常關閉）時，高壓電路中的剩余電能將通過負載電阻放電，來確保高壓電路的安全性。

電機控制器工作原理

03

電機控制器通過矢量控制的方式控制電機輸出扭矩。通過控制IGBT開關管的順序?qū)崿F(xiàn)電機正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和制動能量回收功能。驅(qū)動控制系統(tǒng)工作原理如圖14所示。

（1）驅(qū)動時（圖15）

高壓直流電，通過IGBT功率模塊，轉(zhuǎn)換成三相交流電，驅(qū)動電機輸出動力給減速器；減速器將電機輸出轉(zhuǎn)速扭矩降速增扭后傳遞到驅(qū)動軸以驅(qū)動整車運動。

（2）發(fā)電時（圖16）

將車輪傳遞到減速器的轉(zhuǎn)速扭矩，增速降扭后傳遞到驅(qū)動電機，驅(qū)動電機將電機線圈端產(chǎn)生的三相交流電通過IGBT模塊，轉(zhuǎn)變成高壓直流電，給動力蓄電池充電。

IGBT功率晶體管

04

電機控制器具有內(nèi)置的驅(qū)動電機控制模塊，驅(qū)動電機控制模塊控制和監(jiān)視電驅(qū)動系統(tǒng)。IGBT功率模塊由一個三相橋式電路組成，在IGBT中使用6個功率晶體管和6個二極管(圖17)。

功率晶體管是一種用于控制大功率電子電路的半導體元件由于連接并阻擋了大量電流，會產(chǎn)生大量熱量。因此使用冷卻劑進行冷卻，以減小因過熱引起的部件損壞和功率損失。功率晶體管根據(jù)來自柵極驅(qū)動器的驅(qū)動信號進行操作，并從動力蓄電池向定子線圈供電或阻止其供電。當驅(qū)動驅(qū)動電機控制模塊向柵極驅(qū)動器輸出驅(qū)動信號時，驅(qū)動電壓從柵極驅(qū)動器輸入到功率晶體管以將其導通。驅(qū)動電路通過IGBT功率晶體管的導通，動力蓄電池電流被提供給驅(qū)動電機的定子線圈(圖18)。

(1)驅(qū)動時(圖19)

①當驅(qū)動電機控制模塊向柵極驅(qū)動器輸出驅(qū)動信號時，驅(qū)動電壓從柵極驅(qū)動器輸入到功率晶體管以將其導通。當功率晶體管導通時，來自動力蓄電池的電流從上游流向下游。

②通過間歇性地打開/關閉功率晶體管以控制電流頻率，在定子線圈中會產(chǎn)生交流電。

③通過更改6個功率晶體管的組合，將交流電傳送到驅(qū)動電機各相的定子線圈。

④通過執(zhí)行功率晶體管的占空比控制，在定子線圈中產(chǎn)生接近正弦波交流電的交流電。

(2)發(fā)電時(圖20)①交流電是由驅(qū)動電機的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的。②通過將交流電向逆變器中的二極管傳送，進行三相全波整流，并將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。③電動機轉(zhuǎn)換后的直流電輸入到動力蓄電池以對動力蓄電池充電。

(3)電流控制（圖21)

根據(jù)駕駛條件和駕駛員操作計算出的要求扭矩，確定輸出電流指令值，并控制功率晶體管占空比，以達到指令值。

①如果增加功率晶體管導通的時間，則輸出電流會增加，這使得旋轉(zhuǎn)磁場更強，從而增加了驅(qū)動電機轉(zhuǎn)矩。

②如果減小功率晶體管導通的時間，則輸出電流會減小，這會使旋轉(zhuǎn)磁場變?nèi)酰瑥亩鴾p小驅(qū)動電機轉(zhuǎn)矩。

(4)轉(zhuǎn)速控制通過更改功率晶體管的通/斷開關頻率來控制驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速，從而改變占空比的頻率。

降低頻率時，驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速降低，而增加頻率時，驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速提高。

①轉(zhuǎn)速：增加(圖22)。當功率晶體管的通/斷開關頻率增加時，交流頻率增加，這增加了驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速。

②轉(zhuǎn)速：降低(圖23)。當功率晶體管的通/斷開關頻率降低時，交流頻率降低，這就降低了驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速。

來源：網(wǎng)絡