消费者对新能源汽车的性能、续航里程和舒适性等方面的要求不断提高,促使汽车制造商加大对高速电机等高性能零部件的研发和应用力度,以满足市场需求,提升产品竞争力。
另外,随着材料科学和制造工艺的不断发展,例如碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等先进器件的出现,亦为高速电机的性能提升和成本降低提供了有力支持。
关于高速电机的研发,您是否有如下烦恼?
在电机以及电机控制器的研发过程中,我们通常会使用功率分析仪同步测试母线输入,控制器输出,以及电机的机械效率,用于同步分析各个环节的效率以及损耗。
但随着新能源汽车驱动电机的转速越来越高,在追求更高的功率密度的同时,也会带来一系列新的课题,例如:
造成以上原因的主要因素,就是电机控制器输出端的功率成分比较复杂,主要由以下三个部分组成:
第一部分,是电机的驱动频率。这个部分属于低频域,一般不会超过10Khz。
第二部分,是开关频率,即载波频率。载波和谐波构成了10k-1Mhz频率范围的功率范围。第三部分,是器件的开关损耗。这一部分对有功功率的影响不大,但是容易对测试结果造成混叠。
如何获取真实准确的测量数据?
如果想准确的测试电机控制器的损耗,必须要兼顾准确测试高频和低频的测试能力。
解决方案①“功率按频率分开“的功率谱分析
目前常规的功率测试设备,主要针对电机驱动的基波和基波高次谐波进行分析,缺乏对载波以及载波的高次谐波进行分析的手段。如果要评估高频损耗,就需要能够把功率按照频率单独分开的功率谱分析功能,通过功率谱分析,我们可以了解高频域的功率特性,因此,可以测量开关频率的二次谐波、三次谐波和四次谐波以及高频域的功率特性。
解决方案②宽频带和精确的相位补偿
在高频部分,会因为电流探头的角度延时特性,引起高频功率成分测量计算的误差,极端情况下会把高频正功成分误计算成负功,引起最终功率结果的误差和波动。因此,功率分析仪还需配合拥有顺滑的延迟特性,可进行相位角度的补偿和修正的电流传感器,才能最终实现高频功率的精准运算。
HIOKI日置兼具功率分析与电流检测高速电机研发的“好伙伴”
识别下方二维码,下载完整方案
来源:汽车测试网