電動車牽引逆變器和馬達量測與分析

牽引逆變器和馬達的功能模塊。

瞭解電動車中的逆變器和馬達技術

電動車採用不同類型的電動馬達，但它們都需要將 PWM 電壓訊號施加到馬達定子上，以產生間隔 120° 的三個正弦電流。高壓輸入的調變通常由高壓 IGBT 或 MOSFET 在 20 至 100 kHz 的頻率範圍內切換執行。設計人員努力將切換過程中的能量耗損降至最低，同時保持安全時序。

閘極驅動器由微控制器 (MCU) 子系統控制並判斷切換裝置的時序。控制電路必須與高壓部分進行電氣式隔離。

逆變器控制器通常使用 DSP 演算法，如磁場定向控制 (FOC)，以精確改變 PWM 輸出。根據驅動器的輸入和馬達目前的速度，逆變器的 MCU 控制轉子直軸 (D) 的極與磁場或交軸 (Q)之間的角度，以提供平滑、最佳化的轉矩。感測器 (如馬達轉子上的編碼器或解角器) 提供轉子角度的反饋。

超過 100 次取樣的功率參數圖，包括 VRMS、IRMS、實功率、相位差、視在功率和虛功率。

瞭解更多：

逆變器、馬達和驅動分析產品規格表

瞭解馬達負載變化時的系統表現

在追求功率密度和效率的過程中，瞭解並分析驅動器和馬達在不同測試條件下的動態性能非常重要，其中包括：

• 馬達啟動
• 不同馬達負載
• 馬達停止

根據測試計劃，測試時間可能從幾秒到幾分鐘不等。具有長記錄長度的示波器在運行期間將存儲所有相關信息，並將結果視覺化為波形和圖表。高速數據的取得讓工程師能夠放大波形的特定區域以查明問題。相比之下，電源分析儀通常支持經校準的三相測量，但無法取得高取樣率數據。

取樣趨勢和直方圖表示速度變化。霍爾效應感測器是支援的感測器類型之一。

關聯機械與電氣測量

為了解電子和演算法決策的影響，工程師必須能夠了解馬達機械性能與電氣測量的相互關係。馬達的角度、方向、速度、加速度和轉矩是了解系統性能的關鍵。能夠測量牽引逆變器輸入和馬達機械輸出的電器參數，使工程師能夠確定整體系統效率。

速度、方向和角度等機械性測量依賴於須透過測試設備進行解碼和顯示的感測器訊號。許多 BLDC 馬達都配備了內建霍爾效應感測器，可以使用數位或模擬探棒進行存取。其他系統可能依賴於 QEI (正交編碼器介面) 感測器。

轉矩測量可過使用馬達輸出端的專用轉矩感測器進行。轉矩也可以透過對 rms 電流套用比例因數來估測。

感測器訊號能夠透過 Tektronix IMDA 軟體進行解碼，並使 5 和 6 系列 B MSO 示波器能夠顯示速度、加速度、方向、角度和轉矩。

電動車牽引逆變器測試系統

測試電動車動力系統設計需要有示波器、合適的探棒、訊號來源和測試軟體。此系統可以根據您的應用進行客製化。

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