碳化硅高速电机控制器设计及效能分析

以碳化硅(SiC)器件为代表的宽禁带半导体器件,对比以绝缘栅双极型晶体管(IGBT)为代表的硅基半导体功率器件,有开关损耗低、开关速度快、器件耐压高等优势。尤其是对于超高速电机控制器的开发,降低控制器损耗和减小电机相电流谐波成分是关键,故将SiC MOSFET作为电机控制的功率半导体元件成为了提升控制器效率、减小控制器体积、优化控制效果的重要方法。此处设计了一款SiC功率器件构成的电机控制器,通过DSP控制核心驱动高速永磁同步电机,测定控制周期与死区时间对谐波成分的影响。然后将其与IGBT器件构成的控制器进行控制效果的对比。实验表明采用SiC器件的控制器损耗更低,可以实现更高的开关频率和更小的死区时间,从而能有效降低电机中的谐波成分,减小温升,控制效果更优。