動力電機逆變器是一種把直流電(蓄電池)轉(zhuǎn)變成變頻變壓交流電的能量轉(zhuǎn)化裝置。新能源動力電機由于電壓高功率大，因此考慮到更高效率和更長壽命，采用不需要電刷換向器的交流電機?？梢酝ㄟ^交流電在定子上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場，從而擺脫電刷換向器的束縛，推動轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下達(dá)到所需的轉(zhuǎn)速和扭矩。動力電機逆變器這個能量轉(zhuǎn)化裝置將動力電池的高壓直流電轉(zhuǎn)換為動力電機所需的交流電。

動力電機逆變器的工作原理

動力電機逆變器為驅(qū)動電機提供所需的交流電，它將來自高壓蓄電池的直流電在功率電子控制器內(nèi)部利用6個IGBT或碳化硅半導(dǎo)體開關(guān)模塊組成三相開關(guān)電路轉(zhuǎn)化為交流電。這個轉(zhuǎn)換是通過脈沖寬度調(diào)制來進(jìn)行的。驅(qū)動電機的扭矩和轉(zhuǎn)速建立分別通過改變脈沖寬度和頻率來進(jìn)行調(diào)節(jié)。PWM信號的脈沖寬度導(dǎo)通時間越長則扭矩越大，頻率越高則轉(zhuǎn)速越高。

動力電機逆變器通過交流電產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場必須與轉(zhuǎn)子的永磁磁場達(dá)到精確同步，或者與轉(zhuǎn)子的感應(yīng)磁場達(dá)到可控的異步。其中轉(zhuǎn)子位置傳感器是動力電機逆變器可靠工作的核心。轉(zhuǎn)子位置傳感器通過旋轉(zhuǎn)變壓器的原理，由固定在定子上的多個感應(yīng)線圈和固定在轉(zhuǎn)子上的金屬制凸輪盤組成。每個感應(yīng)線圈中有一個勵磁繞組和兩個次級繞組。

動力電機逆變器的系統(tǒng)組成

動力電機的能量傳輸過程包括：能量儲存系統(tǒng)的直流電能，在動力控制系統(tǒng)的功率控制下將直流電轉(zhuǎn)換成交流電提供給電動機單元，電動機單元內(nèi)的轉(zhuǎn)子在交流電所產(chǎn)生的磁場的作用下旋轉(zhuǎn)，從而將電能轉(zhuǎn)變成機械轉(zhuǎn)動力，通過輸出軸將該轉(zhuǎn)動力輸出至變速箱單元，變速箱單元通過其內(nèi)部的各齒輪機構(gòu)的配合使該轉(zhuǎn)動減速，并經(jīng)過差速齒輪的調(diào)整后，輸出至車輪的半軸。

在GaN芯片技術(shù)中，環(huán)氧樹脂被用于高熱效率SMD包裝，處理高電壓(800 - 900V功率總線)和快速切換，為電動汽車提供最有效和可靠的逆變器，其采用液體冷卻方式。導(dǎo)熱環(huán)氧樹脂通常用于從冷卻管中吸取更多熱量。逆變器效率直接影響電池充電壽命。逆變器通過將來自主電池的直流(DC)功率轉(zhuǎn)換成驅(qū)動電機的交流電流(AC)功率來為傳動鏈提供電力。改進(jìn)的逆變器電路擴展了電動汽車的行駛范圍。

綜上所述，動力電機逆變器是電動汽車等新能源車輛中的關(guān)鍵部件，它負(fù)責(zé)將高壓直流電轉(zhuǎn)換為驅(qū)動電機所需的交流電，從而驅(qū)動車輛行駛。其工作原理和系統(tǒng)組成均體現(xiàn)了現(xiàn)代電力電子技術(shù)和控制技術(shù)的先進(jìn)水平。

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