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從用戶角度看電機和逆變器的效率測試

電驅動系統設計，不管應用領域如何，都存在三個要素：

• 能量源,

• 電源轉換器和

• 電機.

通常，這些元件一般采用電池作為直流母線 - 逆變器將直流電源轉換為交流電 - 電能使用交流電將電能轉換為機械能。這被稱為 電-機械功率轉換。

工程師試圖實現什么？

在設計這些系統時，工程師通常會嘗試在驅動周期內實現效率最大化。在盡可能多的點上來最大化每安培扭矩。有時這需要巧妙的機器設計，但更多時候需要通過采用適當的控制技術來實現。逆變器器，控制器和電機都需要完美匹配，以實現這個目標。但這些部件通常是分開開發的。系統級工程師需要最大化整個系統的效率，而不是某一部件。

如何供電？

這些應用的供電一般都是采用一個電池，但有時可能有一個整流器系統。電池系統一般都包括一個 DC-DC轉換器，可將直流母線調整到逆變器所需的水平。這些電池通常為鋰離子結構，在汽車應用中的電壓范圍為200-400伏，但可高達600-800伏特。

逆變器的角色

逆變器是電驅動系統中非常重要的部分，因為所有的電能轉換和控制都在此發誓。逆變器通常由六個開關（三相）組成，以特定模式打開和關閉以產生交流電。該模式的開關頻率通常在9kHz至25kHz之間。低于9kHz的頻率變得非常罕見;但對于大功率應用，降低開關頻率以減少損耗是必需的。更高的開關頻率受限于開關的物理限制以及產生的開關損耗。通常，這些開關將為 IGBT或 MOSFET。電流電平將決定開關的選擇。 MOSFET通常用于較低功率。 IGBT用于更高功率。更高的頻率能進行更好的控制。但需要大量的資金投入到更寬的帶隙設備中。這些通常是碳化硅或氮化鎵（GAN）器件。這些器件具有較低的損耗，通常可以在較高的電流和開關頻率下工作。但現在非常昂貴，但它們將是未來的主流。

模型需要驗證

提高效率

上述許多主題的最佳方法是進行效率測繪和動力測試。每個人都希望提高系統的效率。因此擁有原始數據對此很重要，因為如果發生錯誤，您可以參考以前的測試，并在后處理程序（如MATLAB）中進行深入分析。此外，這對于動態測試至關重要，因為在進行動態加載或測試驅動周期時，如果沒有原始數據，則可能會產生一些奇怪的不準確的效率。

當它們開始測試時，它們將具有一個設定的直流母線電壓，然后是設定的速度。

然后他們將以一定的扭矩加載。加載你所需的多種轉矩和速度。這將為您提供所有工況點的效率，并獲得效率圖。這些點將在特定溫度范圍內進行。有時您必須等待機器冷卻才能在工況點進行測量。這就是 HBM eDrive 測試系統 可以為客戶節省大量時間的原因，因為測試在幾個周期內進行測試，而不是幾秒鐘。

人們通常會測試機器的極限，一般是使其達到最大速度，以了解其機器的物理極限。觸發并擁有數據緩沖區的能力將使研究人員不僅可以了解機器故障，而且可以了解失敗的原因。