水下大功率高速电机 SiC MOSFET逆变器设计及对比

文章来源：水下无人系统学报

作者：翟理, 汪洋, 胡利民, 刘国海, 刘亚兵, 马恩林(中国船舶集团有限公司 第705研究所昆明分部)

摘要:随着“深远海”及高机动性、隐蔽性应用目标的提出, 未来水下航行器动力系统需具备更高的转速、功率密度和效率。文中针对传统 Si 基功率器件在水下高速大功率电机应用中, 由于开关性能限制, 存在电机换相周期内斩波次数不够, 给电机带来较大的转矩脉动和损耗的问题, 首先对功率器件损耗进行分析, 在PSpice 中建立仿真模型, 对比了不同开关频率及温度下 SiC 金氧半场效晶体管(MOSFET)和绝缘栅双极晶体管(IGBT)损耗, 并在 Simulink 中对比了不同开关频率下电机转矩脉动。利用 SiC 功率器件开关频率高、开关损耗低等优点, 将 SiC MOSFET 应用于水下航行器大功率高速电机逆变器模块, 对软硬件进行设计, 并与IGBT 逆变器进行效率对比, 同时分析了 SiC MOSFET 在高频下对电机转矩脉动的影响, 为 SiC MOSFET 在水下航行器中应用提供有益借鉴。

关键词:水下航行器; SiC 金氧半场效晶体管; 逆变器

来源： SIC碳化硅MOS管及功率模块的应用

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