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         路灯升降车出租,  路灯升降车租赁,  河源路灯升降车出租     基于碳化硅的电机控制器硬件系统的设计方法?     本文研究的电机控制器主要针对纯电动路灯升降车,通过驱动永磁同步电机实现电驱动系统的功能。新能源路灯升降车对电驱动系统的要求是,高效率、高功率密度、高可靠性、低噪声。为了满足上述要求,电机控制器需要满足低损耗、结构紧凑、低转矩脉动的要求。基于SiC材料的MOSFET,本文提出了电机控制器的总体结构和硬件设计方案,通过系统架构设计、关键器件选型、散热结构设计、主控电路和驱动电路设计,完成了电机控制器的总体硬件方案和样机设计。

     电机控制器总体架构: 电动路灯升降车的电机控制器主要由两部分电路组成,分为控制电路和逆变电路;逆变电路的主拓扑是三相全桥逆变电路,通过功率器件将电池的直流电逆变成电压、频率可调的交流电;控制电路包含采样、信号处理、运算、保护等功能,通过主控芯片中的电机控制算法产生PWM信号,从而驱动功率器件动作;逆变电路中包含驱动电路,为逆变电路提供驱动能力,驱动电路主要包括SiC驱动电路和过流保护电路。

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      目前主流的新能源车企的电驱动系统不断提升功率需求,以满足客户对百公里加速和爬坡性能等动力性要求,如8吨重的电动路灯升降车会选用峰值功率120kW以上的电驱动系统。为了测试SiC电机控制器的实际损耗,以及满足市场对大功率电驱动系统的需求,本文设计一台150kW的电机控制器,使用SiC模块作为逆变单元的功率器件,电机控制器整体技术指标。 

    

         表3.1 电机控制器技术指标 

         序号 参数 取值 

          1 母线电压范围 650V~820V 

          2 峰值功率 150kW 

          3 额定功率 75kW                                     

          4 低压供电范围 9~16V 

          5 冷却条件 65℃8L/min 

          6 最高工作效率 99.2% 

          7 低压静态电流 100uA 

 

      目前市场上主流的使用Si基功率器件的电机控制器,最高工作效率可达到98%。使用SiC功率器件后,电机控制器的平均工作效率和最高工作效率均可实现提升。 本文设计的SiC电机控制器硬件系统框图中包含控制电路和驱动电路,其中控制电路包含DSP及外围电路、信号采样电路、旋变编码器处理电路、开关电源电路等;驱动电路包含SiC驱动电路和过流保护电路。控制电路中,主芯片采用永磁同步电机矢量控制算法,生成PWM脉冲信号,驱动由功率模块组成的三相桥式逆变电路,输出幅值、频率可调的三相交流,实现永磁同步电机的调速。

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