发布时间：2024-09-18 12:40:20 人气：
牵引逆变器的作用是什么
牵引逆变器的作用是什么牵引逆变器的作用是什么，逆变器是把直流电能转变成交流电，通俗的讲就是逆变器是一种将直流电转化为交流电的装置。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。以下分享牵引逆变器的作用是什么？
牵引逆变器的作用是什么1牵引逆变器
简介：牵引逆变器是城市轨道交通车辆的心脏，其性能的优劣直接影响到城市轨道交通车辆的运行能力、运输能力、耗电量等等。
上个世纪90年代末，随着大功率电力电子技术的不断进步与发展，车辆牵引电气系统也在不断地更新与发展。牵引逆变器中的电子器件经历了半控型晶闸管(SCR、、全控型晶闸管(GTO、及绝缘门极双极型晶体管(IGBT、的发展过程。
牵引逆变器采用热管走行风冷。对于大功率电力电子器件的散热方式有多重，如强迫风冷，水冷，油冷等，其中还油冷及水冷系统较为复杂，强迫风冷产生较大的噪声。采用热管散热既保留了风冷散热器结构简单、维护方便的特点，又保证了散热效率，而且无噪声、无污染。
牵引逆变器的保护和作用
在设计牵引逆变器时，既要充分发挥逆变器的输出能力，又要保证其可靠性，所以逆变器的保护设置非常重要。
1、逆变器控制机保护
2、触发脉冲级保护
3、元件级保护
在设计牵引逆变器时,为保证其可靠性,保护设置非常重要。逆变器的保护分为3级,即逆变器控制级保护、触发脉冲级保护和元件级保护。第1级保护的种类比较多,主要包括逆变器的输入、输出电流过流,电压的过压、欠压,逆变器的温度、电机过电流及相电流不平衡等保护;第2级保护主要为IGBT元件提供稳定而可靠的触发脉冲;
第3级保护是为IGBT元件的本身特性设定的,也称驱动级保护,用于防止IGBT元件的损坏。本牵引逆变器设有各级保护功能,其中轻微故障引起的保护动作在系统恢复正常后或主控制器操作回零后自动复位。
控制方式
牵引逆变器的控制方式经历了凸轮调阻、斩波调压和调频调压(VVVF、三大方式。
由于VVVF交流传动系统具有诸多优点及其技术上已趋成熟，采用VVVF交流传动系统的地铁、轻轨车辆已在世界各国新建地铁、轻轨系统中广泛应用，成为现在地铁、轻轨车辆的主流。
主电路
目前，城市轨道交通车辆牵引逆变器 的典型主电路主要有以下3种：一种是采用1个变流器模块驱动4台牵引电机(1C4M、的车控方式的主电路;一种是采用2个变流器模块驱动4台牵引电机(2C4M、的架控方式的主电路;一种是采用2个变流器模块驱动4台牵引电机(2C4M、的车控方式的主电路。
供电制式
目前供电制式主要有2种：一种是DC 750V供电电压制式，另一种是DC 1 500V供电电压制式。
牵引逆变器主要由2个相同的IGBT变流器模块构成，还包含有控制箱、传感器等部件。牵引逆变器所有对外控制连接器均采用密封结构;3个隔舱采用门锁结构设计，每个隔舱都设计一个密封门，不仅防水防尘，而且使得部件的安装和维护、拆卸更加方便;主电路的输入输出电缆通过电缆夹由铜接头压接，因此使得整柜密封完全能够满足车底设备防护 等级IP54的`要求。
牵引逆变器的作用是什么2牵引变流器由：四象限斩波器、中间电压电路、制动斩波器、脉冲宽度调制逆变器四部分组成。作用是：转换直流制和交流制间的电能量，把来自接触网上的1500V直流电转换为0-1150V的三相交流电，通过调压调频控制实现对交流牵引电动机起动、制动、调速控制。
随着电力电子技术发展，牵引变流器在轨道车辆中的应用也在不断地进步与发展。其中IGBT、GTO、IPM器件属电压驱动的全控型开关器件，脉冲开关频率高、性能好、损耗小，且自保护能力也强。
①电压型逆变器：单相作用原理如图5中a所示，由于换向要求直流侧电压Ud需保持恒定而得名。如果控制电路触发脉冲使器件F1、F2的通断次序如图5中b，则交流侧可得一矩形波电压如图5中c。5c该交流电压幅值为Ud,而频率可由控制回路进行调节。图5中a中的c为支撑直流电压用的支撑电容，D1、D2为当负载电流和电压不同相时做续流用的续流二极管。
异步牵引电动机起动时要求逆变器供出幅值可变的、接近正弦的低频电压,这可用分谐波调制法控制F1、F2的通断顺序来达到。电压型逆变器在控制电路作用下能顺利地转入再生制动。利用这一可逆性又可制成交-直-交电力机车电源侧变流器，它能提供恒定的中间环节直流电压，又可调节交流电网侧的功率因数和改善电流波形，这就是电压型四象限变流器。
②电流型逆变器：电路原理如图6中a,它要求直流侧是一电流源，即Id要相对稳定,这可以采用串联电抗器Ld来达到。如果控制各强迫关断器件的导通顺序(图6中b)，则在电机每相绕组中可得到2π/3电角度导通的交变电流(图6中c)。
在低频起动时为了避免因 2π/3矩形波电流而造成过大的电机力矩脉动，也可采用电流分谐波调制方法。电流型逆变器只能调频不能调压，调压功能由电源侧交－直变流器来完成。电流型逆变器已在地铁车辆上应用。
交流-交流变流器 不需经过直流中间环节,可直接将单相交流电变成三相可调频的交流电。这种变流器中较成功的是用次驱动同步型牵引电动机的两组三相反并桥式系统，它在原理上类似一电流型直-交逆变器,并借助于电源和负载电势进行换向。这种类型的变流器已在苏联ВЛ83型电力机车上应用。循环变流器是另一种降频交-交变流器,是燃气轮机车电传动系统可以选择的一种设备。
牵引逆变器的作用是什么3正弦波逆变器与普通逆变器有什么不同
纯正弦波逆变器功能参数要求严格，价格较高，用于对波形参数要求较高的电子电路。而普通逆变器是正弦波、方波、杂波等成分的杂合波形，对于一般用电器可以使用，价格较低。
1、正弦波逆变器输入电路
逆变器的输入通常是直流电，或市电经过整流滤波得到的直流电，这些直流电包括直流电网、蓄电池、光伏电池以及其他方式得到的直流电，通常这些电能不能直接作为逆变器输入侧电压，而是通过一定的滤波电路和EMC电路之后才作为逆变器的输入。
2、逆变主电路
逆变器主电路是由功率开关器件组成的功率变换电路，主电路的结构形式分很多种，不同的输入输出条件下，主电路形式也不相同，每种功率变换电路都有它的优缺点，在实际设计中应考虑最合适的电路拓扑作为主电路结构。
3、控制电路
控制电路按照逆变器输出的要求，通过一定的控制技术产生一组或者多组脉冲电压，通过驱动电路作用于功率开关管，使功率开关管按照指定的次序导通或者关断，最终在主电路输出端得到所需的电压波形。控制电路的作用对于逆变系统至关重要，控制电路的性能直接决定了逆变器输出电压波形的质量。
4、输出电路
输出电路一般包括输出滤波电路和EMC电路，如果输出为直流电，应在后面加入整流电路。对于隔离输出的逆变器，输出电路前级还应有隔离变压器。根据输出是否需要稳压电路，可将输出电路分为开环和闭环控制，开环系统输出量只由控制电路决定，而闭环系统中输出量还受反馈回路影响，使输出更加稳定。
5、辅助电源
控制电路与输入输出电路的某些部分或芯片有特定的输入电压要求，辅助电源可满足电路中特定的电压需求。通常情况下辅助电源由一个或几个DC-DC变换器构成，对于交流输入的场合，辅助电源由整流后的电压与DC-DC变换器组合完成。
6、保护电路
保护电路通常包括输入过压、欠压保护、输出过压、欠压保护、过载保护、过流和短路保护。对于在特定场合工作的逆变器还有其他保护，如在温度很低或者很高的场合需要有温度保护，在某些气压变化的情况下还要有气压保护，在潮湿的环境中要有湿度保护等。
逆变器供电时，风扇的噪声很大怎样消除？
1、UPS逆变带负载时发热较大，只靠自然散热不安全，水冷散热成本相当高，多不采用。
2、目前多采用冷却风扇辅助散热，风扇的标准是设计是固定的，加元件降低转速来降低噪音无异于饮鸩止渴是不可取的。
结果：
1、清理风扇灰尘。灰尘不仅会加大扇叶重量而且会使扇叶偏重而加大轴承的发声。（老机器清理灰尘效果明显）
2、此法成本较高。买一个超静音的风扇换上。
3、此法可能不能实现。有此设备可设置设备温度高到一定程度再启用风扇，平时如果负载较小发热不大风扇是不转的。那最好不过，找找你的说明书吧。
4、最后一必杀。多拉几米电缆。把你的宝贝UPS放别的屋里、阳台甚至室外（室外注意防雨）。
丰田卡罗拉双擎油电混合水箱是一体的吗？
我熟悉丰田汽车。我见过也修过一些，不管是混合动力卡罗拉还是传统燃油车型。我来回答这个问题。卡罗拉双擎车有两个水箱，一个是冷却发动机的散热器，也就是我们传统车上的水箱；另一个水箱是独立的，为带变频器的逆变器总成散热，所以这两个水箱是不同的，不是一体的。下面我们来分析一下不同之处。发动机的冷却原理如下图所示，是卡罗拉双擎车的部件分布图。该车采用8ZR-FXE阿特金森循环发动机，P410驱动桥与发动机相连，逆变器装配在驱动桥总成上。发动机的冷却系统只是给发动机散热，高压电池组采用风冷散热。下图显示了发动机冷却系统的示意图。这台发动机使用强制水冷系统。可以看到发动机前面有一个散热器(即水箱)，在发动机进水口处安装了一个节温器和旁通阀装置，控制冷却液的流向。该系统还增加了一个冷却液储液罐，位于汽车的左前保险杠上。变频器如何散热？如下图所示，卡罗拉双擎的逆变器总成由升压变换器、DC-DC变换器、DC-交流逆变器和MGECU组成。逆变器可以转换高压电池的电压，并控制发电机MG1和电动机MG2。逆变器组件的冷却原理如下图所示。系统采用独立的冷却系统，主要由变频器专用的冷却水泵、储液罐和散热器组成。专用水泵由混合动力管理系统(HVECU)控制，逆变器的温度由HVECU检测。当检测到变频器的工作温度错误时，将控制散热器中冷却水的流速。为什么不共用一个水箱呢？如下图所示，可以看到发动机的水箱安装在后面，空调的冷凝器安装在前面的下部，逆变器(逆变器总成)的水箱安装在前面的上部，所以这些部件是分开的，不是一体的。至于为什么不共用一个水箱，我觉得主要原因是变频器在工作检查时需要对电压进行转换，转换过程中会产生大量的热量。为了更好的冷却散热，采用了独立的水冷系统，通过变频器的检测也可以发现系统的故障。总结：丰田卡罗拉双引擎的水箱是用来冷却引擎和逆变器的。这两个水箱不是一体式的，而散热逆变器采用独立的水冷系统，可以更好的散热和检测系统故障。希望以上内容能对大家有所帮助！
大众MEB平台ID4电驱动系统技术介绍
作者：吴庆国文章首发于《电动新视界》微信公众号
一、说明
大众致力于电动交通系统的发展。全新一代的ID.family电动汽车将于2020年上市。将会有不同级别的零排放车辆，它们的行驶里程与今天的汽油车相当。ID.CROZZ,ID.VIZZION和ID.BUZZ已经公开。第一款将于2020年投放市场的ID.车型将是ID.一款价格适中、四门、全连接的紧凑型汽车(图1)。大众集团计划到2022年在全球推出27款MEB汽车。其中包括奥迪、西雅特、斯柯达、大众和大众商用车品牌的电动车型。
图1TheID.家族:(左起)theID.,ID.CROZZ,ID.VIZZIONandID.BUZZ
该ID.将标志着世界上第一个基于模块化电气化工具包(MEB)的模型的首次亮相，这是一个专门为全电动汽车开发的技术平台(图2)。电动驱动系统的组件和电池包是精确地系统互连。高压电池位于车轴之间的中心。它是可扩展的，适应不同的电池类型，并配备了集成的液体冷却。因此，比较容易集成到ID.模型的各种功率输出中。根据电池大小和ID.型号，范围约为可达到330公里至550公里以上。一个充电功率高达11kW交流充电器集成在车辆。采用CCS(联合充电系统)装置可实现高达125kW的直流充电。基本上可以在平台上安装两个电动驱动系统，通过MEB的可伸缩部件实现驱动一个轴或两个轴。
图2MEB车型平台
ID.的零排放驱动系统主要由与后轴相结合的电机组成，包括功率逆变器和单速变速器、安装在车底的高压电池和位于车前端的辅助部件，以节约空间。紧凑的驱动系统由电机、电源逆变器和单速变速器组成。它的行驶里程和现在的汽油车差不多，价格和柴油车一样，ID.也有潜力促进环保电动交通的发展，并开始一个电力驱动系统新时代。
二、高压电池系统介绍
确定电压范围的关键因素是高压电池。它集成到前后车轴之间的车身底部底，这节省了空间，并提供了较为宽敞的车内空间，同时确保一个最佳的前后50%:50%的重量分布，并且具备低重心的整车优势。高压电池是电动车最重要的成本因素。在其开发和设计过程中，除了要考虑满足长里程的电池容量和功率密度、优异的驾驶性能和快速充电能力等技术标准外，还要考虑成本和使用寿命等经济方面的因素。
对于MEB，大众汽车开发了高性能锂离子高压电池，在一定操作习惯和工作温度条件下，保证了高实用性和长使用寿命。它提供了一个在宽的温度波段和充电范围的状态可重复的高功率输出的电子驱动器。在短充电时间，高水平的连续电流容量，充电功率高达125kW。可伸缩的电池容量确保了可提供不同的ID.车型家族，从330公里到超过550公里(根据WLTP)范围的续驶里程。
高压电池由并联和串接的模块组成，这些模块又由单独的电池单元组成。由于采用模块化设计，高压电池中的电池单元数量可以变化。这使得不同的能量含量和缩放的高压电池能适应不同的汽车概念和客户的要求。强大的热管理具有直接冷却系统能确保即使在高负荷或低温情况下高压电池依然能运行在其25至35℃的最佳温度范围。电流、电压和温度通过单元模块控制器和主控制单元进行监控。
三、充电技术
图3MEB车辆的充电选项
除了里程，充电问题对电动车的日常实用性也至关重要。客户对充电技术有明确的要求：充电时间尽可能短，充电选择充足。大众公司假设大多数ID.驾车者每周只给他们的电动车充电一次，这意味着50%的充电活动可能在家里进行。因此,车辆基于MEB将作为标准配备一个type2充电连接，其中可通过交流连接充电，可通过一个标准家用插座充电2.3kW或在11kW的壁柜。晚上墙盒的交流充电为电池充电提供了充分的电力。由于电池只能用直流电充电，所以车上集成了一个11kW的充电器，将插座、壁柜或交流充电站的交流电转换成直流电，为高压电池充电。
可选的CCS充电端口可以显著缩短充电时间。它结合了一个2型插头和两个额外的电源接点进行直流充电(图3)。通过CCS充电端口，高压电池可以使用高达125kW的电源进行充电。30分钟内可以充满其80%的电量。从长远来看，MEB也为感应充电做好了准备，这既不需要电缆也不需要插头。车辆简单地停在一个所谓的充电板上，通过这个充电板充电。
四、MEB的电驱动系统
图4MEB的后驱系统
为MEB研发了两个新的电驱动系统。主驱是后轴上的永磁同步电机(PSM，图4)。它结合了一个功率逆变器(PI)和一个平行轴的减速器。输出功率为150kw，扭矩为310Nm，最大转速为16000rpm。PSM是一个具有高功率密度和高效率的系统组件，在宽调速范围内可持续提供输出。
根据车辆规划，MEB前驱可以提供动力。前驱是一个带有感应异步电机的电驱系统，可实现整车四驱。它的功率输出为75kW，扭矩为151Nm，最大转速为14000rpm。异步机（ASM）以其短时间超载运行和低阻损失的能力而著称。因此，它非常适合做辅驱。
下面将重点介绍MEB永磁同步电机（PSM）电驱的组成、技术特征和性能数据。
4.1PSM/ASM工作原理
永磁同步电机的工作原理
定子三相铜绕组中的电流产生旋转磁通(旋转磁场)。转子内的励磁磁场由永磁体无损耗地产生，并穿透定子。这会产生了一个切向力，其中转子和定子的旋转场以相同的转速(同步)旋转(图5，左)。
异步机(ASM)工作原理
定子三相铜绕组中的电流产生旋转磁通(旋转磁场)，通过短路绕组穿透转子。异步电机中的转子，其转速略低于定子的旋转磁场(异步)。这在短路绕组中产生磁场变化，从而产生电流。由此产生的磁场在转子中产生一个切向力，作为转矩作用在转子轴上(图5，右)。
图5PSM(左)和ASM(右)的基本结构
4.2逆变器（PI）
电机的三相电流由直接安装在电机上的液冷功率逆变器(PI)提供。图6显示了电源逆变器的爆炸视图。在电源逆变器内部，将最新一代的三个IGBT电源模块连接起来，形成了一个经典的B6电源逆变器。在模块载体内部，电源模块被冷却结构框起来，这样驱动板就可以直接插到电源模块的触脚上。驱动板在和控制板之间加装有屏蔽罩。
图6功率逆变器(PI)结构
PI内部其他重要组件包括：直流输入的滤波组件，直流母线电容器，三相母线铜排和液冷冷却单元。
PI的模块化设计适用于大批量工业化生产。从通过模块载体的电源模块到电源和控制器模块，创建了一个模块化系统，该系统提供了一个基础，在此基础上，下一代电子驱动项目可以实现较小的修改就可以完成。此外，电力电子产品的全自动生产确保了即使在大规模生产中结构和功能的质量稳定。为调节电机电流值而导入和处理传感器数据是一个高度动态的过程。其结果是最佳的功率利用，特别是在动态工作点。一些车辆功能，如减振和滑动控制功能，被直接集成到电力电子系统中。因此，可以实现没有延迟的总线通信。这种设计的优点是在开发过程中有更多直接的适应选项，以满足特定车辆驾驶行为的需求。
在MEB平台中，DC/DC转换器没有集成到PI中，而是作为一个单独的液冷组件设计的。DC/DC可以灵活安装到车辆其他地方，并有两个功率等级可供选择，它们分别为1.8kW和3.0kW。
4.3PSM后桥驱动
MEB后驱电机为三相永磁同步电机(PSM)，转子四对极，最大转速为16000rpm。它由电源逆变器、四部分壳体(电机壳体、电机后端盖、减速器前壳、减速器后壳，见图4)、定子、转子、带温度传感器的旋转变压器、单挡减速器等主要模块组成。电驱总成是在卡塞尔的大众工厂生产的。转子和定子由大众萨尔茨基特（Salzgitter）厂提供。
定子包含用于三相连接的母线绕组。转子内的永磁体为钕合金组成的永磁体，嵌入到叠片中。定子和转子安装在一个铸造外壳内，定子液体冷却。两个深沟球轴承安装在转子轴两端。
在电机轴后端安装有旋变转子，低压接线端子包括绕组温度的传感器和旋变信号，最好通过电机盖板封闭。旋变和温度低压信号最后连接到控制器端。减速器减速增扭，减速器的前壳体与电机前端盖集成化设计，降低重量和尺寸(见图4)。
4.3.1定子结构
图7PSM定子
定子主要由叠片和三相发卡线绕组组成(图7)。叠片组由单个的、焊接的、分层的、外径为220mm的独立镀层金属板叠片组成。叠片具有较高的导磁率，厚度为0.27mm，并在两面涂有一层电绝缘层。定子分为四段，每段在组装期间偏移90度。这减少了金属晶粒方向对旋转磁场均匀性的影响。
绕组插入到定子槽，焊接三相端部(图8)，并自动连接三相铜排。该定子结构的末端绕组包含一个用于温度传感器的接触装置。定子还浸渍树脂，以增加绝缘，改善热传导和加强绕组。定子经过自动测试程序，自动压装到电机外壳。
图8定子线圈组件
4.3.2转子结构
图9转子的爆炸图
转子由转子轴、嵌入v形永磁体的叠片、压板和旋变转子组成。转子分为四段。转子端面用压板压紧，并通过四个张紧螺钉连接在一起，这些螺钉穿过叠片(图9)。全自动化压紧叠片，自动压装转子轴完成装配。
转子永磁体采用"V+1"斜级布置。它们被一层膨胀的磁性涂层保护着。目的是提升电机NVH性能。叠片是由相同材料的金属片冲切而成。
转子轴设计为空心轴，由两部分焊接而成。它通过纵向内花键连接到变速器的输入轴上。整个电机轴和减速器输入轴三轴承支撑，轴承为低摩擦深沟球轴承。降低机械损失。
转子轴与叠片安装时，需对叠片总成加热。这也导致永磁体热激活和磁涂层膨胀，需固定好永磁铁。
4.3.3带温度传感器的旋转变压器
图10PSMb侧轴承屏蔽上的组件
为了给定子绕组通入正确的三相交流电，需要检测转子的正确位置。此任务由旋变完成。它由转子轴上的转子和固定在电机后轴承轴承屏蔽上的定子组成(图10)。
在定子绕组上的一个发夹中设计一个专用固定点，其中安装有用于测定绕组温度的温度传感器。
从解析器和温度传感器发出的信号通过信号插头传输到PI，然后进行评估。
电源逆变器是通过螺栓连到电机外壳。用于定子相位绕组的三条母线是PI的组成部分，在定子固定在电机外壳后被固定在定子的接触桥上。
A端和B端盖板内部都包含特殊的碰撞元件，在发生追尾碰撞时，该元件可以将驱动装置与车身框架隔离，从而防止高压电池短路。
4.3.4冷却和加热电子驱动器
电驱动系统是液体冷却的。冷却液流入电子驱动器首先通过电源逆变器运行，因为半导体规定了允许的最大冷却液温度。流过PI后，冷却剂通过密封管塞元件进入电机外壳的冷却水套。热量主要是由定子铜绕组的电阻损耗产生的，通过绕组绝缘层和叠片到达机壳中的冷却水套。冷却介质通过经过优化的周向冷却通道进入定子，并在冷却水道的末端通过冷却连接软管进入车辆的外部冷却回路(图11)。
图11冷却液流经PI和定子
4.3.5电子驱动器技术参数
*重量为PI、电机、减速器三者的总重紧凑的MEB电子驱动器为大众的ID.汽车家族提供了一个卓越的驱动性能。平行轴MEB后驱动桥，永磁同步电机集成PI和单速减速器，提供了150kW的峰值功率和310Nm的最大扭矩。电机的最大转速为16000rpm(图12)。
同轴MEB前轴驱动桥作为四轮驱动辅驱，是一种集成PI和单挡减速器的异步电机。它提供了一个峰值功率75kW和最大扭矩151Nm。这台电机的最大转速为14000rpm。
图12PSM效率图
电子驱动器的设计是基于对不同驾驶周期的电机特性map图中能量转化的详细评估。在设计磁路时，我们特别注意城市驾驶循环的工作点，以确保电子驱动器在这些情况下高效运行。在大量的现实工况中，效率远高于90%(见图12、图13)。
图13PSM满载图
4.3.6MEB后驱动桥与e-Golf驱动桥的比较
*重量为PI、电机、减速器三者的总重将新型MEB后桥驱动与目前e-Golf中的电驱动桥技术数据进行比较[3,4,5]，说明了其开发进展。峰值功率可提高50%至150kW，扭矩可提高7%至310Nm。尽管增加了功率和扭矩，MEB后桥驱动器的重量减少了18%，至90kg。这使得MEB后轴驱动的功率重量比为1667W/kg，与e-Golf的电驱动桥相比显著提高了82%。
4.4单速变速箱
图14MEB后驱动桥单速变速箱
单挡减速器为二级齿轮减速机构，用于降低电机转速，提升扭矩输出(图14)。
MEB专门对减速器齿轮进行了NVH声学优化。电机轴和减速器输入轴采用3轴承支撑，减少了摩擦。润滑油终身免维护。进行了针对性的润滑设计，采用干式油底壳概念降低搅油损失，提升效率。此外，将带预紧力锥轴承改成了浮动柱轴承。
减速器设计了不同速比以满足不同动力需求。ID首次使用时的总速比为11.5:1，最高时速为160km/h。同时，MEB将取消传动系驻车锁止机构，在坡路工况，将采用轮端EPB实现驻车功能。
五.总结
大众MEB的动力系统是一个模块化构建工具包的一部分，其组件可形成各种不同的电子动力系统配置，以配置各种规格的电动汽车。
MEB的平行轴后轴驱动系统包括一台高效的永磁同步电机、一个摩擦优化的单速变速器和一个紧固在电机上的高度紧凑的功率逆变器。与高压锂离子电池相结合，大众ID型车的电子驱动最大扭矩为310Nm，最大功率为150kW。对于四轮驱动的应用，有一个额外的同轴电驱动桥可用于前轴。它是由一个创新的异步电机，搭配低摩擦单挡减速器，同时集成了控制器组成的。
电气化动力系统的MEB代表了大众汽车新车模块化方法的系统延续。由于系统开发的高容量，开发和组件成本可以大大降低。这是降低汽车成本，从而增加电动汽车的市场渗透的必要先决条件。
它的续驶里程和现在的汽油车差不多，价格和柴油车一样，ID.也有潜力促进环保电动交通的发展，并开始一个电力驱动系统新时代。参考文献
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自己制作一个简单的电感高频加热线圈
感应加热简介电磁感应加热，或简称感应加热，是加热导体材料比如金属材料的一种方法。它主要用于金属热加工、热处理、焊接和熔化。
顾名思义，感应加热是利用电磁感应的方法使被加热的材料的内部产生电流，依靠这些涡流的能量达到加热目的。感应加热系统的基本组成包括感应线圈，交流电源和工件。根据加热对象不同，可以把线圈制作成不同的形状。线圈和电源相连，电源为线圈提供交变电流，流过线圈的交变电流产生一个通过工件的交变磁场，该磁场使工件产生涡流来加热。
感应加热原理
感应加热表面淬火是利用电磁感应原理，在工件表面层产生密度很高的感应电流，迅速加热至奥氏体状态，随后快速冷却得到马氏体组织的淬火方法，当感应圈中通过一定频率的交流电时，在其内外将产生与电流变化频率相同的交变磁场。金属工件放入感应圈内，在磁场作用下，工件内就会产生与感应圈频率相同而方向相反的感应电流。由于感应电流沿工件表面形成封闭回路，通常称为涡流。此涡流将电能变成热能，将工件的表面迅速加热。涡流主要分布于工件表面，工件内部几乎没有电流通过，这种现象称为表面效应或集肤效应。感应加热就是利用集肤效应，依靠电流热效应把工件表面迅速加热到淬火温度的。感应圈用紫铜管制做，内通冷却水。当工件表面在感应圈内加热到一定温度时，立即喷水冷却，使表面层获得马氏体组织。
感应电动势的瞬时值为：
式中：e——瞬时电势，V；Φ——零件上感应电流回路所包围面积的总磁通，Wb，其数值随感应器中的电流强度和零件材料的磁导率的增加而增大，并与零件和感应器之问的间隙有关。
为磁通变化率，其绝对值等于感应电势。电流频率越高，磁通变化率越大，使感应电势P相应也就越大。式中的负号表示感应电势的方向与的变化方向相反。
零件中感应出来的涡流的方向，在每一瞬时和感应器中的电流方向相反，涡流强度取决于感应电势及零件内涡流回路的电抗，可表示为：
式中，I——涡流电流强度，A；Z——自感电抗，Ω；R——零件电阻，Ω；X——阻抗，Ω。
由于Z值很小，所以I值很大。
零件加热的热量为：
式中Q——热能，J；t——加热时间，s。
对铁磁材料（如钢铁），涡流加热产生的热效应可使零件温度迅速提高。钢铁零件是硬磁材料，它具有很大的剩磁，在交变磁场中，零件的磁极方向随感应器磁场方向的改变而改变。在交变磁场的作用下，磁分子因磁场方向的迅速改变将发生激烈的摩擦发热，因而也对零件加热起一定作用，这就是磁滞热效应。这部分热量比涡流加热的热效应小得多。钢铁零件磁滞热效应只有在磁性转变点A2（768℃）以下存在，在A2以上，钢铁零件失去磁性，因此，对钢铁零件而言，在A2点以下，加热速度比在A2点以上时快。
感应加热具体应用
感应加热设备
感应加热设备是产生特定频率感应电流，进行感应加热及表面淬火处理的设备。
感应加热表面淬火
将工件放在用空心铜管绕成的感应器内，通入中频或高频交流电后，在工件表面形成同频率的的感应电流，将零件表面迅速加热（几秒钟内即可升温800～1000度，心部仍接近室温）后立即喷水冷却（或浸油淬火），使工件表面层淬硬。
与普通加热淬火比较感应加热表面淬火具有以下优点：
1、加热速度极快，可扩大A体转变温度范围，缩短转变时间。
2、淬火后工件表层可得到极细的隐晶马氏体，硬度稍高（2～3HRC）。脆性较低及较高疲劳强度。
3、经该工艺处理的工件不易氧化脱碳，甚至有些工件处理后可直接装配使用。
4、淬硬层深，易于控制操作，易于实现机械化，自动化。
感应加热（高频电炉）制作教程
成本估算：
紫铜管紫铜带：210元
EE85加厚磁芯2个：60元
高频谐振电容3个：135元
胶木板：60元
水泵及PU管：52元
PLL板：30元
GDT板：20元
电源板：50元
MOSFET：20元
2KW调压器：280元
散热板：80元
共计：997元
总体架构：
串联谐振2.5KW 锁相环追频ZVS，MOSFET全桥逆变；
磁芯变压器两档阻抗变换，水冷散热，市电自耦调压调功，母线过流保护。
先预览一下效果，如下图：
加热金封管3DD15
加热304不锈钢管
加热小金属球
加热铁质垫圈
在开始制作之前，有必要明确一些基础性原理及概念，这样才不致于一头雾水。
1、加热机制（扫盲用，高手跳过）
1.1涡流，只要是金属物体处于交变磁场中，都会产生涡流，强大的高密度涡流能迅速使工件升温。这个机制在所有电阻率不为无穷大的导体中均存在。
1.2感应环流，工件相当于一个短路的1匝线圈，与感应线圈构成一个空心变压器，由于电流比等于匝比的反比，工件上的电流是感应线圈中电流的N（匝数）倍，强大的感应短路电流使工件迅速升温。这个机制在任何导体中均存在，恒定磁通密度情况下，工件与磁场矢量正交的面积越大，工件上感生的电流越大，效率越高。由此可看出，大磁通切割面积的工件比小面积的工件更容易获得高温。
1.3磁畴摩擦（在铁磁体内存在着无数个线度约为10-4m的原本已经磁化了的小区域，这些小区域叫磁畴），铁磁性物质的磁畴，在交变磁场的磁化与逆磁环作用下，剧烈摩擦，产生高温。这个机制在铁磁性物质中占主导。
由此可看出，不同材料的工件，因为加热的机制不同，造成的加热效果也不一样。其中铁磁物质三中机制都占，加热效果最好。铁磁质加热到居里点以上时，转为顺磁性，磁畴机制减退甚至消失。这时只能靠剩余两个机制继续加热。
当工件越过居里点后，磁感应现象减弱，线圈等效阻抗大幅下降，致使谐振回路电流增大。越过居里点后，线圈电感量也跟着下降。LC回路的固有谐振频率会发生变化。致使固定激励方式的加热器失谐而造成设备损坏或效率大减。
2、为什么要采用谐振？应采用何种谐振
2.1先回答第一个问题。我曾经以为只要往感应线圈中通入足够强的电流，就成一台感应加热设备了。也对此做了一个实验，见下图。
实验中确实有加热效果，但是远远没有达到电源的输出功率应有的效果。这是为什么呢，我们来分析一下，显然，对于固定的工件，加热效果与逆变器实际输出功率成正比。对于感应线圈，基本呈现纯感性，也就是其间的电流变化永远落后于两端电压的变化，也就是说电压达到峰值的时候，电流还未达到峰值，功率因数很低。我们知道，功率等于电压波形与电流波形的重叠面积，而在电感中，电流与电压波形是错开一个角度的，这时的重叠面积很小，即便其中通过了巨大的电流，也是做无用功。这是如果单纯的计算P=UI，得到的只是无功功率。
而对于电容，正好相反，其间的电流永远超前于电压变化。如果将电容与电感构成串联或并联谐振，一个超前，一个滞后，谐振时正好抵消掉。因此电容在这里也叫功率补偿电容。这时从激励源来看，相当于向一个纯阻性负载供电，电流波形与电压波形完全重合，输出最大的有功功率。这就是为什么要采取串（并）补偿电容构成谐振的主要原因。
2.2第二个问题，LC谐振有串联谐振和并联谐振，该采用什么结构呢。
说得直白一点，并联谐振回路，谐振电压等于激励源电压，而槽路（TANK）中的电流等于激励电流的Q倍。串联谐振回路的槽路电流等于激励源电流，而L，C两端的电压等于激励源电压的Q倍，各有千秋。
从电路结构来看：
对于恒压源激励（半桥，全桥），应该采用串联谐振回路，因为供电电压恒定，电流越大，输出功率也就越大，对于串联谐振电路，在谐振点时整个回路阻抗最小，谐振电流也达到最大值，输出最大功率。串联谐振时，空载的回路Q值最高，L，C两端电压较高，槽路电流白白浪费在回路电阻上，发热巨大。
对于恒流源激励（如单管电路），应采用并联谐振，自由谐振时LC端电压很高，因此能获得很大功率。并联谐振有个很重要的优点，就是空载时回路电流最小，发热功率也很小。值得一提的是，从实验效果来看，同样的谐振电容和加热线圈，同样的驱动功率，并联谐振适合加热体积较大的工件，串联谐振适合加热体积小的工件。
3、制作过程
明白了以上原理后，可以着手打造我们的感应加热设备了。我们制作的这个设备主要由调压整流电源、锁相环、死区时间发生器、GDT电路、MOS桥、阻抗变换变压器、LC槽路以及散热系统几大部分组成，见下图。
我们再来对构成系统的原理图进行一些分析，如下：
槽路部分：
从上图可以看出，C1、C2、C3、L1以及T1的次级（左侧）共同构成了一个串联谐振回路，因为变压器次级存在漏感，回路的走线也存在分布电感，所以实际谐振频率要比单纯用C1-C3容量与L1电感量计算的谐振频率略低。图中L1实际上为1uH，我将漏感分布电感等加在里面所以为1.3uH，如图参数谐振频率为56.5KHz。
从逆变桥输出的高频方波激励信号从J2-1输入，通过隔直电容C4及单刀双掷开关S1后进入T1的初级，然后流经1:100电流互感器后从J2-2回流进逆变桥。在这里，C4单纯作为隔直电容，不参与谐振，因此应选择容量足够大的无感无极性电容，这里选用CDE无感吸收电容1.7uF 400V五只并联以降低发热。
S1的作用为阻抗变换比切换，当开关打到上面触点时，变压器的匝比为35:0.75，折合阻抗变比为2178:1；当开关打到下面触点时，变压器匝比为24:0.75，折合阻抗变比为1024:1。为何要设置这个阻抗变比切换，主要基于以下原因。（1）铁磁性工件的尺寸决定了整个串联谐振回路的等效电阻，尺寸越大，等效电阻越大。（2）回路空载和带载时等效电阻差别巨大，如果空载时变比过低，将造成逆变桥瞬间烧毁。
T2是T1初级工作电流的取样互感器，因为匝比为1:100，且负载电阻为100Ω，所以当电阻上电压为1V时对应T1初级电流为1A。该互感器应有足够小的漏感且易于制作，宜采用铁氧体磁罐制作，如无磁罐也可用磁环代替。在调试电路时，可通过示波器检测J3两端电压的波形形状和幅度而了解电路的工作状态，频率，电流等参数，亦可作为过流保护的取样点。
J1端子输出谐振电容两端的电压信号，当电路谐振时，电容电压与T1次级电压存在90°相位差，将这个信号送入后续的PLL锁相环，就可以自动调节时激励频率始终等于谐振频率。且相位恒定。（后文详述）
L1，T1线圈均采用紫铜管制作，数据见上图，工作中，线圈发热严重，必须加入水冷措施以保证长时间安全工作。为保证良好的传输特性以及防止磁饱和，T1采用两个EE85磁芯叠合使用，在绕制线圈时需先用木板做一个比磁芯舌截面稍微大点的模子，在上面绕制好后脱模。如下图：
PLL锁相环部分：
上图为PLL部分，是整个电路的核心。关于CD4046芯片的结构及工作原理等，我不在这里详述，请自行查阅书籍或网络。
以U1五端单片开关电源芯片LM2576-adj为核心的斩波稳压开关电路为整个PLL板提供稳定的，功率强劲的电源。图中参数可以提供15V2A的稳定电压。因为采用15V的VDD电源，芯片只能采用CD40xx系列的CMOS器件，74系列的不能在此电压下工作。
CD4046锁相环芯片的内部VCO振荡信号从4脚输出，一方面送到U2为核心的死区时间发生器，用以驱动后级电路。另一方面回馈到CD4046的鉴相器输入B端口3脚。片内VCO的频率范围由R16、R16、W1、C13的值共同决定，如图参数时，随着VCO控制电压0-15V变化，振荡频率在20KHz-80KHz之间变化。
从谐振槽路Vcap接口J1送进来的电压信号从J4接口输入PLL板，经过R14，D2，D3构成的钳位电路后，送入CD4046的鉴相器输入A端口14脚。这里要注意的是，Vcap电压的相位要倒相输入，才能形成负反馈。D2，D3宜采用低结电容的检波管或开关管如1N4148、1N60之类。
C7、C12为CD4046的电源退耦，旁路掉电源中的高频分量，使其稳定工作。
现在说说工作流程，我们选用的是CD4046内的鉴相器1（XOR异或门）。对于鉴相器1，当两个输人端信号Ui、Uo的电平状态相异时（即一个高电平，一个为低电平），输出端信号UΨ为高电平；反之，Ui、Uo电平状态相同时（即两个均为高，或均为低电平），UΨ输出为低电平。当Ui、Uo的相位差Δφ在0°-180°范围内变化时，UΨ的脉冲宽度m亦随之改变，即占空比亦在改变。从比较器Ⅰ的输入和输出信号的波形（如图4所示）可知，其输出信号的频率等于输入信号频率的两倍，并且与两个输入信号之间的中心频率保持90°相移。从图中还可知，fout不一定是对称波形。对相位比较器Ⅰ，它要求Ui、Uo的占空比均为50％（即方波），这样才能使锁定范围为最大。如下图。
由上图可看出，当14脚与3脚之间的相位差发生变化时，2脚输出的脉宽也跟着变化，2脚的PWM信号经过U4为核心的有源低通滤波器后得到一个较为平滑的直流电平，将这个直流电平做为VCO的控制电压，就能形成负反馈，将VCO的输出信号与14脚的输入信号锁定为相同频率，固定相位差。
关于死区发生器，本电路中，以U2 CD4001四2输入端与非门和外围R8，R8，C10，C11共同组成，利用了RC充放电的延迟时间，将实时信号与延迟后的信号做与运算，得到一个合适的死区。死区时间大小由R8，R8，C10，C11共同决定。如图参数，为1.6uS左右。在实际设计安装的时候，C10或C11应使用68pF的瓷片电容与5-45pF的可调电容并联，以方便调整两组驱动波形的死区对称性。
下图清晰地展示了死区的效果。
关于图腾输出，从死区时间发生器输出的电平信号，仅有微弱的驱动能力，我们必须将其输出功率放大到一定程度才能有效地推动后续的GDT（门极驱动变压器）部分，Q1-Q8构成了双极性射极跟随器，俗称图腾柱，将较高的输入阻抗变换为极低的输出阻抗，适合驱动功率负载。R10.R11为上拉电阻，增强CD4001输出的“1”电平的强度。有人会问设计两级图腾是否多余，我开始也这么认为，试验时单用一级TIP41，TIP42为图腾输出，测试后发现高电平平顶斜降带载后比较严重，分析为此型号晶体管的hFE过低引起，增加前级8050/8550推动后，平顶斜降消失。
GDT门极驱动电路：
上图为MOSFET的门极驱动电路，采用GDT驱动的好处就是即便驱动级出问题，也不可能出现共态导通激励电平。
留适当的死区时间，这个电路死区大到1.6uS。而且MOSFET开关迅速，没有IGBT的拖尾，很难炸管。而且MOS的米勒效应小很多。
电路处于ZVS状态，管子2KW下工作基本不发热，热击穿不复存在。
从PLL板图腾柱输出的两路倒相驱动信号，从GDT板的J1，J4接口输入，经过C1-C4隔直后送入脉冲隔离变压器T1-T4。R5，R6的存在，降低了隔直电容与变压器初级的振荡Q值，起到减少过冲和振铃的作用。从脉冲变压器输出的±15V的浮地脉冲，通过R1-R4限流缓冲（延长对Cgs的充电时间，减缓开通斜率）后，齐纳二极管ZD1-ZD8对脉冲进行双向钳位，最后经由J2，J3，J5，J6端子输出到四个MOS管的GS极。这里因为关断期间为-15V电压，即便有少量的电平抖动也不会使MOS管异常开通，造成共态导通。注意，J2，J3用以驱动一个对角的MOS管，J5，J6用于驱动另一个对角的mos管。
为了有效利用之前PLL板图腾输出的功率以及减小驱动板高度，这里采用4只脉冲变压器分别对4支管子进行驱动。脉冲变压器T1-T4均采用EE19磁芯，不开气隙，初级次级均用0.33mm漆包线绕制30T，为提高绕组间耐压起见，并未采用双线并绕。而是先绕初级，用耐高温胶带3层绝缘后再绕次级，采用密绕方式，注意图中+，-号表示的同名端。C1-C4均采用CBB无极性电容。其余按电路参数。
电源部分：
上图为母线电源部分，市电电压经过自耦调压器后从J2输入，经过B1全波整流后送入C1-C4进行滤波。为了在MOS桥开关期间，保持母线电压恒定（恒压源），故没有加入滤波电感。C1，C2为MKP电容，主要作用为全桥钳位过程期间的逆向突波吸收。整流滤波后的脉动直流从J1输出。
全桥部分：
上图为MOSFET桥电路，结构比较简单，不再赘述。强调一下，各个MOS管的GS极到GDT板之间的引线，尽可能一样长，但应小于10cm。必须采用双绞线。MOS管的选取应遵循以下要求：开关时间小于100nS、耐压高于500V、内部自带阻尼二极管、电流大于20A、耗散功率大于150W。
4、散热系统
槽路部分的阻抗变换变压器次级以及感应线圈部分，在满功率输出时，流经的电流达到500A之巨，如果没有强有力的冷却措施，将在短时间内过热烧毁。
该系统宜采用水冷措施，利用铜管本身作为水流通路。泵采用隔膜泵，一是能自吸，二是压力高。电路采用的是国产普兰迪隔膜泵，输出压力达到0.6MPa，轻松在3mm内径的铜管中实现大流量水冷。
5、组装
按下图组装，注意GDT部分，输出端口的1脚接G，2脚接S，双绞线长度小于10cm。
6、调试
该电路的调试比较简单，主要分以下几个步骤进行。
1. PLL板整体功能检测。电路组装好后，先断开高压电源，将PLL板JP1跳线的2，3脚短路，使VCO输出固定频率的方波。然后用示波器分别检测四个MOS管的GS电压，看是否满足相位和幅度要求。对角的波形同相，同一臂的波形反相。幅度为±15V。如果此步骤无问题，进行下一步。如果波形相位异常，检测双绞线连接是否有误。
2. 死区时间对称性调整。用示波器监测同一臂的两个MOS的GS电压，调节PLL板C10或C11并联的可调电容，使两个MOS的GS电压的高电平宽度基本一致即可。死区时间差异过大的话，容易造成在振荡的前几个周期内，就造成磁芯的累计偏磁而发生饱和炸管，隔直电容能减轻这一情况。
3. VCO中心频率调整。PLL环路中，VCO的中心频率在谐振频率附近时，能获得最大的跟踪捕捉范围，因此有必要进行一个调整。槽路部分S1切换到上方触点，PLL板JP1跳线的2，3脚短路，使VCO控制电压处于0.5VCC，W2置于中点。通过自耦调压器将高压输入调节在30VAC。用万用表交流电流档监测高压输入电流，同时用示波器监测槽路部分J3接口电压，缓慢调节PLL板的W1，使J3电压为标准正弦波。此时，电流表的示数也为最大值。这时谐振频率与VCO中心频率基本相等。
谐振时的波形如下图，电流波形标准正弦波，与驱动波形滞后200nS左右。
4. PLL锁定调整。将PLL板JP1跳线的1，2脚短路，使VCO的电压控制权转交给鉴相滤波网络。保持高压输入为30VAC，用示波器监测槽路部分J3接口电压波形形状和频率。此时用改锥在±一圈范围内调整W1，若示波器波形频率保持不变，形状仍然为良好的正弦波。则表示电路已近稳定入锁，如果无法锁定，交换槽路部分J1的接线再重复上述步骤。当看到电路锁定后，在加热线圈中放入螺丝刀杆，这时因为有较大的等效负载阻抗，波形幅度下降，但仍然保持良好的正弦波。如果此时失锁，可微调W1保持锁定。
5. 电流滞后角调整。电路锁定后，用示波器同时监测槽路部分J3接口电压以及PLL板GDT2或GDT1接口电压，缓慢调节W2，使电流波形（正弦波）稍微落后于驱动电压波形，此时全桥负载呈弱感性，并进入ZVS状态。
6. 工件加热测试，上述步骤均成功后，即可开始加热工件。先放入工件，用万用表电流档监测高压电流。缓慢提升自耦调压器输出电压，可以看到工件开始发热，应保证220VAC高压下，电流小于15A。这时功率达到2500W。当加热体积较大的工件时，因为等效阻抗大，须将槽路部分S1切换至下方触点。
至此，整个感应加热电路调试完毕。开始感受高温体验吧。
本田混动逆变器冷却液是什么
也可以理解成防冻冷却液。
冷却液，又称防冻冷却液，目前市场上普遍使用，其主要成分是水、乙二醇、防冻液等添加剂，具有防冻和冷却功能。
汽车冷却油其实是无水冷却液，不含水，纯添加剂合成，也可以叫冷却剂。
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