二、以三相永磁同步电机作为驱动
    从上所述可知，驱动电动汽车空调压缩机运转的是三相永磁同步电机，而向空调三相电机供电的则应是三相高压交流电。电动汽车的电池只能提供直流电，为此必须要将电池直流电转换为交流电，这个任务就由变频器承担，由它产生向空调压缩机和三相永磁同步电机的交流电源。

    1．三相永磁同步电机的特点
    三相永磁同步电机在电动汽车上使用较多，特别是驱动汽车行驶的动力就是由三相永磁同步电机提供的，维修人员了解这种电机的特点对维修工作很有帮助。电动汽车在不同历史时期采用了不同的电机，最早采用成本较低的直流电机，但它存在换向火花、高负载下转速受限制、体积大、经常需要维修等缺点，不能用于封闭式空调压缩机的驱动电机。而三相永磁同步电机具有体积小、质量轻、运转效率高、节省电能、可采用变频调速、运转极可靠且远高于直流电机的6倍，维护保养费用低等特点，所以现代封闭式空调压缩机首选三相永磁同步电机。

    2．三相永磁同步电机的工作原理
    三相永磁同步电机主要由定子与转子组成，利用通电的定子绕组产生旋转磁场，作用于永磁转子上形成磁拉力而同步旋转。电机定子通入三相对称交流电，从而在定子与转子的气隙间产生旋转磁场，不论定子旋转磁场与永磁转子起始时相对位置如何，定子的旋转磁极与转子的磁极间，总是会产生磁力拖动转子同步旋转。由于转子有磁极，在极低频率下也能旋转运行，所以它比异步电机的调速范围更宽。永磁同步电机转子同步转速可用公式计算：n同＝60fs/pn，此公式中，n同为电机转子的同步转速，fs为定子线圈的供电频率，pn是电机转子的磁极对数。
    三相永磁同步电机的原理示意图，如图4所示，中部圆圈表示永磁转子，永磁体按N、S磁极沿圆周径向交替排列，图上外部三个小线圈表示定子上输入的对称三相正弦波交流电，产生的旋转磁场与永磁转子相
互作用拖动转子同步旋转，并力图使定子与转子的轴线对齐。图4中n0为电机的同步转速、T为转矩、θ为功率角。空调三相永磁同步电机转子的转速虽与定子的旋转磁场能同步运行，但当转子有负荷阻力时，会使电机转子与定子的磁场轴线间形成角差。功率角0表示转子与定子的磁场轴线间的夹角，负荷越大，功率角0也越大，它虽不影响转子的同步运转，但当负荷阻力超大时功率角0将造成转子失速停转。由于汽车空调的中小负荷起动与运行特性，不易使电机转子停转，故这种永磁同步电机适合空调作驱动使用，可靠地运用在一体化的空调压缩机中，使用寿命较长。

    3．变频器的作用
    电动汽车空调的三相永磁同步电机，其定子需要通入三相交流电，但电动汽车上只有高压直流电池，所以需要变频器将直流电转化为交流电。电动空调的变频器使用了6个IGBT场效应管，它是绝缘栅双极型晶体管，属于电压控制类器件，其特点是栅极的驱动功率小而饱和压降低，在电力系统和变流技术上广泛使用。IGBT管的导通或截止受控于其上的栅极电压，就能造成IGBT的源极与漏极间的通路或断路状况。如图5所示，当6个IGBT的栅极按一定规律轮流加上占空比脉冲调制控制电压时，就会让电池的直流高压电流经过变频器，在输出端形成三相正弦交流电流，利于三相永磁同步电机平稳运转，产生的转矩以驱动空调压缩机。图5中与IGBT管并联的二极管是电机三相绕组的续流二极管，起保护IGB下管的作用。

    4．调节制冷剂的排量
    通过控制永磁同步电机定子各相绕组的通电频率及电流大小，可高精度调节电机转子的转速与转矩，并能直接控制压缩机的转速，达到调节制冷剂的排量，以适合汽车运行对空调系统的不同工况要求。图6反映了输入电机的三相交流电的波形，图6的上图表示三相交流电的频率高，这会使得驱动电机的转速上升，电压的幅值大则会使电机的驱动转矩更强。而图6的下图则反之，电机的转速与输出转矩均较低。

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