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最大的赌场排名,唯电科普——什么是IGBT?工作原理是什么?(下篇)

发布时间:2020-01-11 13:42:09 人气:797

最大的赌场排名,唯电科普——什么是IGBT?工作原理是什么?(下篇)

最大的赌场排名,上篇请戳这里:唯电科普——什么是igbt?工作原理是什么?(上篇)

上篇,我们了解到igbt在电动汽车领域主要应用在电机控制器中,起到直流电转化为交流电的作用。那么它的工作原理是什么呢?我想肯定会有好奇的小伙伴想知道答案。

其中这个问题对于理工科的小伙伴并不陌生。但是也要考虑平均的接受能力。我尽可能讲的浅显易懂(公式啥的通通砍掉),那么这次我分几个层次:什么是直流电/交流电、为什么电动汽车使用交流电机、igbt典型工作状态、电机控制器的基本工作原理。

直流电:直流电(direct current,简称dc)是电荷的单向流动或者移动。电流密度随着时间而变化,但是通常移动的方向在所有时间里都是一样的。它的极性永远不会改变。比如:干电池、可充电电池,它们都是提供的直流电。

电池上都有标注“+ -”级,并且直流用电设备在正负极接反的情况下是无法正常工作的。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化,但方向依旧不会改变。

交流电:交流电流(alternating current,缩写:ac)是指电流方向随时间作周期性变化的为交流电,在一个周期内的运行平均值为零。不同于直流电,它的方向是会随着时间发生改变的,并且直流电没有周期性变化。

我们接触最多的就是家里用的220v市电,这是50hz的正弦波交流电,50hz是指1秒钟周期变化50次。除了正弦波交流电,还有三角形波、正方形波交流电等。

下边一副波形图来总结一下:

课外作业:请思考一下,为什么我们家庭使用的电视、电脑、手机等电器明明都是使用的直流电,而市电是交流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”获得)

讲完了直流电和交流电,这下小伙伴都知道了吧,电动汽车上的电池提供的是直流电,但是电动汽车却使用交流电机,这是不是多此一举呢?

实际上交流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结构,主要就是结构可靠。

下图是直流电机工作原理图:

这不就是我们小时候玩的四驱车马达啊!一不小心又暴露了年龄。

下图是交流电机在三相正弦波交流电下的工作原理图:

可见直流电机绕组在旋转时电刷和换向器之间是摩擦接触的。所以即便交流电机成本高、控制难度大,电动汽车也义无反顾的选择交流电机,主要原因就是因为交流电机免去了维护电刷的烦恼。

上篇我们说到,igbt是电压驱动式功率半导体器件。现在就讲它的典型工作状态, 它在工作时只有2个状态,一是“导通”,二是“截止”。就好像是开关,就2状态,要么开要么关。结合它的高输入阻抗、开关速度快、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信号控制整个电路快速地开关了。如图所示:

电机控制器的基本原理如图:

动力电池提供的是直流电,通过电机控制器的逆变得到三相交流电供应给交流电机。

电机控制器内部的数字处理系统发出方波信号使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交流电。

下面介绍一下spwm调波、变频的原理: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度,我们经常听说的变频空调、变频器和新能源车上的电机控制器都是这个变频的原理。

刚才我们讲到,数字处理系统是发出的方波信号,方波信号的幅度是一样,但是宽度可以不一样,这就是占空比的概念。这就可以利用等幅不等宽的方波等效成正弦波。如图:

变频:在电机控制器中g1、g3、g5导通是上幅波形;g2、g4、g6导通即时下幅波形。改变上、下导通的间隔时间即可实现变频。

看完igbt的工作原理,是不是会不由自主的发出感叹:人类的智慧真的太伟大了!

我国已经成为全球新能源产销第一大国,车规级的igbt不同于工业级,需要承受汽车的颠簸以及各种恶劣气候环境。igbt直接影响了电动汽车的性能和效率,掌握了核心技术才能打破国际巨头的技术垄断。

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