电机控制器(MCU)的功率设备的选择和特性

在电动机控制器的设计过程中,编辑器通常检查并计算功率器件MOSFET的漏极电流I D I_DID是一项重要工作。

这是我自己的一些推导过程的简要说明,主要是针对与某种类型的车辆电动机匹配的电动机控制器。

功率器件为N-MOS,交流端子输出波形为正弦波,调制比m = 1 m = 1m = 1。

标题中显示了以下显示的变量。

如果本文有任何错误或歧义,请读者批评和纠正。

1.交流输出线电流IL I_LIL:对于特定的相位,例如U相,交流输出电流IL I_LIL的有效值实际上是由串联的MOS提供的,因此该值等于相应的值MOS漏极D输入和源极S输出的漏极电流ID I_DID:IL = ID I_L = I_DIL = IDI D I_DID,漏极电流(有效值);因为三相是对称的,所以V相和W相对于表达式也是如此。

为简洁起见,此处未标记表示U相的下标。

如果下面没有特殊说明,则分析也适用于U相。

2.交流输出端子线电压U L U_LUL:由于交流端子为三相,因此应考虑区分相电压和线电压。

其中,在相对于点V的点U处的交流线电压UL U_LUL的峰值等于直流总线电压UDC U_ {DC} UDC。

对于SVPWM方法,线电压UL U_LUL的有效值是直流总线电压UDC U_ {DC} UDC 2 1 / sqrt {2} 1/2的1 /,即:UL = 1 2⋅UDC U_L = frac {1} {sqrt {2}} cdot U_ {DC} UL =21⋅UDCUDC U_ {DC} UDC,直流总线电压; 3.电动机端的相电流I p I_pIp:电动机采用星形连接,电动机的A相绕组与电动机控制器的U相串联,因此电动机A的相电流I p I_pIp相与电机控制器U相相同。

线路电流IL I_LIL等于:I p = IL I_p = I_LIp = ILI L I_LIL,输出端子线路电流; 4.电机端子相电压U p U_pUp:电机采用星形连接,A相的电机相电压等于电机控制器线电压的1/3 1 / sqrt {3} 1/3,即:U p = 1 3⋅UL U_p = frac {1} {sqrt {3}} cdot U_LUp =31⋅ULUL U_LUL,输出端子线电压; 5。

有功功率P PP:考虑电动机A相绕组,其有功功率等于施加到它的相电压U p U_pUp,通过它的相电流I p I_pIp以及电流功率因数cosφcosvarphicosφ的乘积,然后考虑总共三个相同的绕组,因此整个电动机的有功功率P PP为:P = 3⋅cosφ⋅U p⋅I p P = 3cdot cosvarphicdot U_ {p} cdot I_pP =3⋅cosφ⋅Up⋅ Ip代入以上公式,得到相电压U p U_pUp和相电流I p I_pIp的表达式,电机控制器的线电压UL U_LUL和线电流IL I_LIL的有功功率P PP的表达式为获得:P = 3⋅cosφ⋅UL⋅ILP = sqrt {3} cdot cosvarphicdot U_ {L} cdot I_LP =3⋅cosφ⋅UL⋅IL,然后代入线电压UL U_LUL和线电流IL I_LIL的表达式,以获得相对于直流母线电压UDC U_ {DC} UDC的有功功率P PP和漏极电流ID I_DID的表达式:P = 3 2⋅cosφ⋅UDC⋅ID P = frac {sqrt {3}} {sqrt {2}} cdot cosvarphicdot U_ {DC} cdot I_DP =23⋅cosφ⋅UDC⋅ID在上式中,cosφcosvarphicosφ,功率因数; U p U_pUp,电动机端相电压; I p I_pIp,电动机端子相电流; UL U_LUL,交流输出端子线电压; IL I_LIL,交流输出端子线电流; UDC U_ {DC} UDC,直流母线电压; ID I_DID,漏极电流; 6.漏极电流ID I_DID:漏极电流ID可以从有功功率P PP I_DID的表达式中反转:ID = 2 3⋅cosφ⋅PUDC I_D = frac {sqrt {2}} {sqrt {3} cdot cosvarphi} cdot frac {P} {U_ {DC}} ID =3⋅cosφ2⋅UDCPPPP,有功功率; cosφcosvarphicosφ,功率因数; UDC U_ {DC} UDC,直流母线电压; IDC I_ {DC} IDC,直流母线电流;需要注意是的,这里的漏极电流ID I_DID是单个半桥臂,在本示例中,这是标题图片中所示的单个MOS提供的漏极电流。

但是,如果半桥臂由N个MOS并联连接,则I D I_DID应为N个MOS的漏极电流之和。

7.峰值漏极电流ID m I_ {Dm} IDm:ID I_DID是漏极电流的有效值。

由于输出波形为正弦波,因此漏极电流的峰值为漏极电流有效值的2 sqrt {2} 2。

时间,即:ID m = 2⋅ID I_ {Dm} = sqrt {2}⋅I_DIDm=2⋅ID假定桥臂并联使用N个MOS。

然后,您可以使用规范中提供的连续漏极电流的允许值来检查ID / N I_D / NID / N和ID m / N I_ {Dm} / NIDm / N,并使用允许的v