自制逆变器定子

自制逆变器定子

答案：1.直接转矩控制的工作原理

直接转矩控制技术利用空间矢量的分析方法，直接在定子坐标下计算和控制交流电动机的转矩。它采用定子磁场定向，借助于离散的两点式调节产生PWM信号，直接对逆变器的开关状态进行最佳控制，以获得转矩的高动态性能。它省掉了复杂的矢量变换与电动机数学模型的简化处理，没有通常的PWM信号发生器，它的控制思想新颖，控制结构简单，控制手段直接，信号处理的物理结构明确。该控制系统的转矩响应迅速，限制在一拍以内，且无超调，是一种具有高性能的交流调速方法。

2.直接转矩控制与矢量控制的异同点

1)直接转矩控制与矢量控制的相同点是：两者都是对转矩和磁链进行控制。

2)从以下几个方面说明直接转矩控制与矢量控制的不同之处：

①控制特点。

a．矢量控制以转子磁通的空间矢量作为定向，为此在控制过程中，需要电动机的参数多，定向准确度受参数变化的影响较大；要进行复杂的等效变换(旋转变换、2/3变换等)，调节过程需要若干个开关周期才能完成，故响应时间较长。

b．而直接转矩控制是直接在定子坐标系下分析交流电动机数学模型，控制交流电动机的磁链和转矩。为此在控制过程中，只需要电动机的定子电阻一个参数，既易于测量，定向准确度也高，不必进行等效变换，故动态响应快；容易实现无速度传感器控制。

②脉宽调制。

a．矢量控制采用正弦脉宽调制方式，故必须有SPWM发生器，结构复杂；输出电流的谐波分量较小，冲击电流小；载波频率是固定的，电磁噪声小。

b．直接转矩控制不采用正弦脉宽方式，而采用“砰—砰”控制方式，逆变电路的开关状态(是否有电压输出)取决于实测转矩信号与给定转矩信号之间进行比较的结果：当实际转矩信号大于给定转矩信号时，逆变电路有电压输出。当实际转矩信号小于给定转矩信号时，逆变电路无电压输出。因此，不需要PWM发生器，结构简单，且转矩响应快；输出电流的谐波分量较大，冲击电流也较大，逆变器输出端常常需要接入输出滤波器或输出电抗器，但这又会导致输出电压偏低；逆变电路的开关频率不固定，电动机的电磁噪声较大。

PWM逆变器是什么?

1. PWM逆变器在电机驱动中扮演着关键角色，它通过调节脉冲宽度来控制电机速度和扭矩。然而，这一过程中可能会产生共模电压，它通过电机内部的寄生电容引起漏电流。

2. 漏电流如果过大，不仅可能触发电机保护电路的误动作，还会产生电磁干扰（EMI），干扰电网中其他设备的正常运行。同时，过大的轴电压和轴承电流会加速电机轴承的磨损，降低系统的可靠性。

3. 为了抑制共模电压，传统的做法包括转轴接地、轴承绝缘和使用导电润滑剂等。尽管这些方法能够在一定程度上降低轴电流，保护电机轴承，但共模电压本身并未被彻底消除。

4. 在电机负载运行时，共模电压依然存在，并通过负载轴承产生破坏性电流。因此，滤波器被引入以减少逆变器输出中的谐波成分。尽管无源滤波器在降低过电压影响方面效果显著，但它们对于变化着的载波频率响应有限。

5. 近年来，有源滤波器作为一种消除共模电压的新型解决方案被提出。例如，Alexander Julian提出的四相逆变器和Annette Jouanne提出双桥逆变器（DBI）等方法，尽管能够减少共模电压，但它们自身也存在如增加开关损耗和谐波失真、需要额外的驱动设备和特定定子绕组配置等限制。

6. 文中提出的有源滤波器结构简单，易于控制，通过产生与PWM逆变器输出电压幅值相等、相位相反的共模电压，有效消除了感应电机端的共模电压问题。仿真和实验结果证明了这种结构的有效性，为提高PWM逆变器系统的可靠性和性能提供了新的途径。

2023年的打破与重构：做Tier 2的电驱Tier 1

不少主机厂认为，电驱系统不可不自研自制，但也不能完全自制，外部采购还是很有必要的。

自研自制，接管了原本系统供应商的工作。这对各级供应商的业务决策必然带来影响。部分外采，也为系统供应商留下了市场空间。

目前来看，各级供应商有两种解决方案，一是增加Tier 2的业务范围；二是专注于定转子和驱动电机、或者功率模块、电控等分立部件的供应。

针对定转子和电机，第一类的代表企业有联合电子、博格华纳、纬湃科技等大而全的Tier 1，积极配合整车企业的业务。第二类的代表企业有方正电机、信质集团等，专注于定转子和驱动电机的产品供应。

大而全的Tier 1增加Tier2的业务范围

博格华纳天津工厂：定子外供和新型电机的重要基地

博格华纳的定子生产和对外供应主要由天津工厂完成，供应蜂巢电驱动，最终应用到理想和长城旗下 PHEV 车型。根据此前的信息，除了蜂巢电驱动的项目外，博格华纳中标一汽大众 800V扁线电机项目、吉利汽车 800V 扁线电机项目、长安汽车DHT 混动扁线电机项目、万里扬 DHTCVT30 混动扁线电机项目。

今年7月，博格华纳天津新能源电机及电驱动总成生产基地项目投入使用。该项目成为博格华纳在华北地区最重要的生产基地，总投资10亿元，分两期建设。项目建成达产后新能源汽车驱动电机及电驱动系统的产能可达到每年200万台，预计产值超过50亿元。

博格华纳天津工厂早在电机领域持续深耕多年，2022年，博格华纳收购了天津松正汽车部件，在原来的基础上加大投资、并纳入博格华纳的生产线，采用博格华纳的工厂标准建造。2023年，天津工厂扩建成功，主要生产新能源汽车扁线电机及电驱动产品，为新能源汽车生产包括EV、PHEV、REEV的驱动电机及发电机。

据悉，在天津工厂开业之时，博格华纳动力驱动系统天津工厂项目经理安剑华透露，该项目已经获得包括长城、吉利在内的多家车厂的订单，大概在100万台左右。

纬湃科技：800V扁线定转子量产，400V获新订单

今年12月，纬湃科技斩获驱动电机业务新订单，将为某国内客户提供400伏电机定转子，产品生命周期内订单总价值预计达6亿欧元，计划于2024年年中在中国工厂投产。

纬湃科技的800V产品同样拿到了定转子、逆变器等多子部件的订单，部分已量产应用，如配套于小鹏G6车型。

11月16日，纬湃科技位于韩国利川的电子工厂宣布，正式开始投产其新型EMR4电桥驱动器。据悉，该工厂占地2800平方米，计划于2024年实现年20万台EMR4（电子电机减速器）的产能。此外，利川新生产区的约三分之一将用于定子绕组，三分之一用于制造电机转子和逆变器。剩下的三分之一将用于组装。据纬湃透露，工厂扩建已投资超过8000万欧元（约合6.3亿元人民币）。

联合电子：扁线定子外供已久，X-pin将应用于自主DHT

联合电子同样是第三方扁线定子的供应商，配套客户较多，包含蔚来驱动科技、青山变速器和金康新能源，应用整车覆盖蔚来、长安和岚图。联电是少有的将驱动电机及定转子、电控及功率模块、电驱系统完全覆盖的供应商，同时也是很早就明确对外供应定转子和功率模块的供应商。

2023年8月8日，联合电子太仓二期工厂正式启用。二期工厂建筑面积约2万平方米，共规划2条电机生产线，1条电桥生产线和3条功率模块生产线。其中1条电机产线为专用X-Pin电机生产线。另外一条产线可兼容用X-Pin电机生产，后续可根据订单量随时切换。

今年6月份，首批500件 X-Pin样件在联合电子太仓工厂下线，标志着X-Pin绕组技术在国内的首次成功落地应用，该批样件将应用于国内某主机厂旗下的自主品牌DHT车型。

为全方位覆盖整车端客户需求，联合电子X-Pin产品矩阵分为单定转子供货模式和电桥供货模式。

太仓工厂一期项目已经于2018年实现交付生产，至今拥有5条电机定转子产线、3条电桥产线和1条功率模块产线。随着客户需求量的提升，目前产能已无法满足供应要求。因此在2022年7月二期项目动工建设，预计2023年中完成。

中车电驱 ：与一汽的合资聚焦定转子

7月16日，一汽中车电驱动系统有限公司（以下简称“一汽中车电驱公司”）投产仪式在吉林长春隆重举行。这标志着中国中车与中国一汽两大央企踏上了新能源汽车领域深化合作的新征程。总投资3.58亿元，建设地点为长春市汽开区，项目达产后，形成定子产能20万套每年，转子产能20万套每年。项目一期可形成10万套新能源汽车电机定转子交付能力。

中车乘用车电驱柳州产业基地具备定转子组装、电控组装及三合一电驱系统总装能力和相关测试能力，项目一期规划电驱部件及系统产能每年10万套，二期产能每年30万套，三期产能每年50万套。

株洲新能源乘用车电驱系统及关键部件制造基地项目，投资金额11.08亿元，新建联合生产厂房、研发试验、仓储物流、动力厂房等。厂房建成后，株洲现有电机、电控、电驱系统和 PCBA 产线整体搬迁至新建厂房、新增 PCBA 生产设备、仓储物流设备、质量检测设备、试制设备、研发试验设备、公用设备，信息化设施及软件。项目建成达产后形成年 200 万套 PCBA(含新增 150万套)、30 万套电机定转子、30 万套电控、30 万套电驱系统的生产能力。

英搏尔：募资8.17亿加注电驱总成

英搏尔拟发行可转债拟募集资金总额不超过8.17亿元，其中7.17亿元用于建设新能源汽车动力总成自动化车间建设项目，剩余1亿元用于补充流动资金。

募投项目将建设智能工厂车间，并购置自动化、智能化的电驱总成、电源总成生产线，达产后英搏尔将新增年产20万套第三代电驱总成产品及40万套第三代电源总成产品的生产能力。

今年3月，英搏尔扁线定子智能量产线顺利投产。本次交付使用的生产线是由英搏尔联手国内扁线电机设备龙头企业——巨力自动化共同打造的扁线电机自动量产线。据悉，该扁线电机量产线将助力其打造更具竞争力的Enpower第三代“集成芯”驱动总成。

智新科技：100万套电驱项目

9月4日，2023武汉三季度招商引资项目签约大会召开，16个重大项目落户武汉经开区，签约总金额达421.4亿元，其中包括智新科技动力总成项目。

智新科技计划新增投资围绕电机、电控、功率半导体、电池PACK等核心新能源零部件资源进一步扩大布局，计划2025年达到100万套电驱系统产能规模，为东风集团新能源汽车发展提供核心支撑。

今年3月智新科技新能源汽车动力总成产能提升和智慧新工厂项目开工，项目将建成减速箱装配产能40万台，轴齿加工产能60万套，定子产能16万套，转子产能13万套。此外，今年智新科技还将落成第3条扁线电机生产线，到2025年，将形成100万套各类电驱系统的产销规模。

Tier 2专注于定转子或电机的产品供应

信质集团：目标构建1300万套汽车驱动电机定转子总成

12月8日，智新科技、信质集团与武汉经开区签订合作协议，三方将开展深层次、多领域合作，协同推动新能源汽车产业高质量发展，构建汽车产业链供应链新生态。

2023年，智新科技针对自身供应商提出了多元化、结构化、一体化要求，并与核心关键供应商签订战略合作协议。

信质集团积极响应公司政策，从战略层面深入合作，拟在武汉经开区军山新城，建设新能源汽车电机定转子总成数字化工厂，以满足智新科技近地化、规模化需求，持续推进竞争型产品的规模化及标准化，全力支持智新科技战略落地。

2023年1月9日，信质集团新能源汽车电机定转子总成项目在重庆两江新区龙兴新城开工。9月17日，重庆项目正式封顶。该项目投资13.1亿元，将建成年产300万台新能源汽车驱动电机研发生产基地。

今年9月，信质集团股份有限公司全资子公司信质电机（萍乡）有限公司年产100万套汽车驱动电机定转子总成项目开工仪式在上栗工业园赤山园区举行。

随着各国及企业提出碳达峰、碳中和的时刻表，也助推了新能源汽车产业链发展速度，信质集团锚定了新的发展格局，以构建1300万套汽车驱动电机定转子总成作为企业发展目标及集团全面转型升级的主要方向。

据信质集团半年报显示，2023年上半年，信质集团实现营收20.21亿元，同比增长19.23%。在新能源业务方面，对接特定客户、吉利威睿、比亚迪、联电、上海电驱动、东风电驱动等为主的客户群体，均取得新的突破。

方正电机：接连获得国内新能源汽车客户电驱动项目定转子总成定点

8月31日，浙江方正电机股份有限公司发布公告，近日，全资子公司方正电机（德清）有限公司收到通知，方正德清公司成为国内某知名新能源汽车客户(基于保密协议，无法披露其名称，以下简称“该客户”)某电驱动项目的定转子总成供应商。项目预计于 2024 年底开始量产供货，生命周期 9 年内总需求量约为 750 万台。

同时，方正电机提示到，本次项目定点通知并不反映该客户最终的实际采购数量，目前仅为预计金额，此次定点项目预计在 2024 年底逐步开始量产，预计生命周期为 9 年。

6月27日，浙江方正电机股份有限公司公告，近日全资子公司方正电机（德清）有限公司收到客户通知，方正德清公司成为北京理想汽车有限公司某电驱动项目的定转子总成供应商。项目预计于 2024 年开始量产供货，生命周期内总需求量约为 189万台。

方正电机的定子配套于蔚来驱动科技、舍弗勒的驱动电机，成为蔚来、领克的驱动电机组成之一。方正电机的定位更为精准，聚焦驱动电机和电机定转子，做主机厂和系统供应商可靠信赖的电机及电机核心部件的紧密合作伙伴。其自主研发的 220 平台扁线电机、800V 高压电机皆在 2022 年得以批量生产。

威灵电机：110亿元新能源汽车零部件制造基地落成

今年2月，美的威灵汽车部件斥资110亿元的位于安庆的新能源汽车零部件制造基地落成，投产后电动压缩机产能将超过100万台/年；EPS电机年产能超过120万台，驱动电机年产能超过20万台。

除热管理系统外，威灵汽车部件在电驱动与底盘执行系统方面也为车企提供多款可靠产品，包括驱动电机圆线定子、驱动电机异步转子、驱动电机永磁转子、驱动电机扁线定子、电子油泵、二合一总成、EPS电机、手感电机以及空气悬架供气单元等。

华川电装：扁线电机进展不断

2023年，华川电装电驱动方向也取得了不少阶段性进展。3月，华川电装第一台高速柔性新能源电机hairpin生产线在华川电装成都基地正式投产。4月，华川电装承接的某客户150KW新能源扁线电机在成都基地实现批量交付，比原计划提前两个月。至此，华川电装新能源电机可由成渝两基地同时生产交付。7月，华川电装第3条新能源扁线定子生产线顺利实现PV样件生产。3号线是华川电装自主设计建立的生产线，运用了多项公司自主创新技术，自动化率达到75%，生产效率较2号线提高了200%。自此，华川电装已经拥有了每年30万台扁线驱动电机生产能力。10月，华川电装获得了吉利汽车增程式36KW电机+电控二合一项目定点，标志着华川电装在电机+电控产品领域实现了零的突破。

索恩格：拓展高压电机产品

8月，索恩格汽车电动系统有限公司（SES）表示，成功量产中国首台800V高压扁线胶粘定转子产品。

该新能源驱动扁线电机定转子产品的量产产线布置于索恩格中国二期洁净车间内。目前定转子产线已通过严格的内外部放行，达到了量产条件，产品平台兼容400V和800V定转子生产，年产能可达10万台套。随着新产线逐步量产，2023年底年产能扩展到50万台套，2025年产能计划达到定转子各130万套。

舜驱动力：270平台10层扁线电机投产

2023年6月30日，历时2年之久，舜驱动力270平台10层扁线电机正式批产，成为继特斯拉之后，国内首家实现该款电机自主研发及规模化生产的公司。该款电机配套于长安启源车型。

官方微信介绍了其已SOP的项目：IMG270项目年产能4万台；奇瑞FG270项目年产能7.5万台；涂覆车间产能15万台；270发卡式扁线电机，年产能18万台/年。

备注：文中皆来自各企业官方渠道或网络

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直流变频和交流变频有什么区别

一、直流变频与交流变频的主要区别在于工作原理，耗电，效率不同：

1、工作原理不同

（1）、交流变频压缩机转子采用了交流感应电机转子结构，其工作原理为：定子产生旋转磁场，转子在定子旋转磁场作用下感应电流产生感应磁场，经定子磁场与转子磁场相互作用使转子旋转。

（2）、直流变频压缩机转子采用稀土永磁材料制作而成，其工作原理为：定子产生旋转磁场与转子永磁磁场直接作用，实现压缩机运转。

2、耗电不同

直流变频比交流变频节约15%的电费，而直流变频比普通机器要节约45%的电，但直流变频价位高，一般的品牌没有投入生产，所以直流变频没有伸入普通家庭。

3、效率不同

直流变频压缩机效率比交流变频压缩机效率高10%-30%。

二、优缺点

1、交流变频空调

相对而言比较费电、噪音略大，交流变频空调的压缩机采用的是交流电机，电控系统相对简单一些，属于异步控制。

2、直流变频空调

直流变频比交流变频节约15%的电费，在舒适性、静音、寿命、控制精度等方面直流变频要优于交流变频。

扩展资料：

变频空调的特点：

1、 启动电流小，转速逐渐加快，启动电流是常规空调的1/7；

2、 没有忽冷忽热的毛病，因为变频空调是随着温度接近设定温度而逐渐降低转速，逐步达到设定温度并保持与冷量损失相平衡的低频运转，使室内温度保持稳定；

3、 噪声比常规空调低，因为变频空调采用的是双转子压缩机，大大降低了回旋不平衡度，使室外机的振动非常小，约为常规空调的1/2；

4、 制冷、制热的速度比常规空调快1～2倍。变频空调采用电子膨胀节流技术，微处理器可以根据设置在膨胀阀进出口、压缩机吸气管等多处的温度传感器收集的信息来控制阀门的开启度，以达到快速制冷、制热的目的。

参考资料：

交流异步电动机采用直接转矩控制，讨论在正六边形的定子磁链图中怎样实现恒转矩和恒功率控制。

答案：逆变器有8个电压状态，其中V1、V2、V3、V4、V5、V6构成正六边形的顶点，V7、V0位于正六边形的中心。

若改变有效电压矢量的交替作用时间，即改变ψs的旋转速度，由于有效电压矢量的幅值不变，所以它们的作用时间改变后，正六边形的面积将发生变化。作用时间变短，正六边形的面积变小，面积=Viti，磁链幅值ψs也将变小。因此可以用这种方法控制异步电动机的弱磁调速，即恒功率调速。

若在有效电压矢量的作用期间以一定的规律插入零矢量(V7，V0)，有效电压矢量的作用期间ψs以最大旋转速度旋转，零矢量作用时ψs停止运动。由于零矢量插入，ψs走走停停，所以旋转速度慢了。显然，零矢量的作用时间越长，ψs的旋转速度越慢。

如果在插入零矢量后还保持每个有效电压矢量的作用时间不变，不难想象，正六边形的面积将不变，即磁链矢量的幅值将不变。用这种方法可以控制异步电动机的恒磁通调速，即恒转矩调速。

电机（五）——永磁同步电机弱磁控制

永磁同步电机的弱磁控制是一种用于扩展电机在高速下调速范围的重要技术。以下是关于永磁同步电机弱磁控制的详细解答：

1. 核心原理： 电流极限圆与电压极限圆的分析：弱磁控制涉及对电机电流和电压的精确控制，需要分析电流极限圆和电压极限圆的关系，以确定电机在不同工况下的最优运行点。 逆变器容量限制：逆变器的输出电压和电流能力对电机的输出有直接影响，弱磁控制需考虑逆变器容量的限制，以确保电机在弱磁状态下的稳定运行。

2. 实现方式： 调整定子电流的交直轴分量：通过调整定子电流的交轴和直轴分量，弱磁控制可以允许电机在额定转速以上保持恒功率运行，从而扩展调速范围。 避免电流调节器饱和：在高速运行时，电机电流可能接近或超过逆变器的最大输出能力，导致电流调节器饱和。弱磁控制通过调整电流分量，有效避免这一问题。

3. 应用领域： 电动汽车：在电动汽车中，弱磁控制有助于提升电机的高速性能和调速范围，满足车辆在不同工况下的动力需求。 船舶电力：在船舶电力系统中，弱磁控制可提升电机的适应性和灵活性，满足船舶在不同航速下的动力需求。 金属削切：在金属削切行业中，弱磁控制有助于提升电机的转速和功率输出，提高加工效率和精度。

4. 技术特点： 借鉴电励磁电机调速原理：弱磁控制借鉴了电励磁电机的调速原理，但区别在于永磁同步电机的励磁不可调节，因此需要通过改变电流来间接影响电机性能。 技术突破：弱磁控制是永磁同步电机控制技术的一个重要突破，它提升了电机在高速环境下的适应性和灵活性，是现代电机控制技术发展的重要方向。

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