HEV系統的主要部件：馬達與逆變器詳解

　　圖3是HEV用馬達的實例。雖然在照片上無法判斷，但該馬達采用的是IPM轉子。

逆變器的整體結構與功能

　　逆變器的作用是利用與主電池的直流電源橋接的6個功率元件，將直流電轉換為三相交流電，向馬達供電（圖4）。在這里，功率元件是指IGBT（絕緣柵型雙極晶體管）與二極管（續流二極管）的組合。其控制原理如下。

　　首先，HEV和ECU根據顯示駕駛員油門踏板操作量的油門開度指令計算出所需的驅動轉矩，發出IGBT的驅動信號。此時，根據電壓相位與轉子位置的關系求出的轉矩不固定，因此需要以檢測轉子位置能夠獲得最大轉矩為前提，確定通電的時機。

　　IGBT的驅動使用PWM（脈寬調制）控制，工作方式是從功率元件輸出電壓可變的正弦波三相交流電，控制驅動轉矩。

3相交流的生成原理

　　下面來介紹形成可變電壓正弦波的3相交流原理。比較圖5中相差120度相位的正弦波的電壓指令和三角波，形成圖4所示的位于U/V/W各相的2個IGBT的開/關信號后，相電壓VU/VV/VW會轉變為相位相差120度的正弦波狀脈沖電壓（各脈沖的平均電壓變化為正弦波狀）。

　　由于電壓指令振幅的改變，脈沖的開/關比將發生變化，電壓值隨之改變。到此為止，電流只在開時流經馬達，關時流經并聯的二極管。這樣即可向馬達通入連續的正弦波電流。另外，提高三角波的頻率雖然可以抑制馬達電磁噪聲和電流紋波，但會增加功率元件的損耗，因此頻率通常設定為5k～10kHz。

圖4：逆變器的結構

由6個功率元件（IGBT與二極管組合而成）和電容等構成。

圖5：三相交流的生成原理

首先比較相位相差120度的正弦波電壓指令與三角波，生成IGBT的開/關信號。