南宫NG注册平台入口-《纯干货》电机控制器母线电容的选型以及详细分析

发布时间：2024-10-15  人浏览

本文摘要：母线电容的定义在电机控制器中，电池包的直流电作为输出电源，必须通过直流母线与电机控制器相连，该方式叫DC－LINK或者直流承托，其中的电容我们称作母线电容或者承托电容或者DC－Link电容。

母线电容的定义在电机控制器中，电池包的直流电作为输出电源，必须通过直流母线与电机控制器相连，该方式叫DC－LINK或者直流承托，其中的电容我们称作母线电容或者承托电容或者DC－Link电容。由于电机控制器从电池包获得有效值或者峰值很高的脉冲电流的同时，不会在直流承托上产生很高的脉冲电压使得电机控制器难以承受，所以必须自由选择母线电容来相连。母线电容的起到母线电容的起到：1、光滑母线电压，使电机控制器的母线电压在IGBT电源的时仍较为光滑；2、减少电机控制器IGBT末端到动力电池末端线路的电感参数，巩固母线的尖峰电压；3、吸取电机控制器母线端的低脉冲电流；4、避免母线端电压的过充和瞬时电压对电机控制器的影响。

母线电容的变迁母线电容由最开始的电解电容变迁到现在广泛用于的薄膜电容，但电解电容并没几乎消失不必，在MOS管作为功率器件的短距离车或者物流车的控制器上依然使用多个电解电容并联用于。丰田Prius第一代电控就是使用的电解电容，使用的三个松下电解电容器，规格为：450V／2700uF，丰田Prius在第二代电控系统中使用了定州薄膜电容，为松下的薄膜电容，但明确的参数在图片上看不清楚，就不做到讲解。图1第一代Prius电解电容图2第二代Prius薄膜电容图3国内一家商用车早期电解电容图4国内一家商用车早期薄膜电容图5现在控制器常用自定义电容电解电容与薄膜电容的对比1、电解电容的优点是容量比薄膜电容大；2、薄膜电容相对于电解电容优势；3、薄膜电容具备更加较好的温度和频率特性；4、薄膜电容没极性，需要忍受偏移电压；5、薄膜电容额定电压低，不必须串联均衡电阻；6、薄膜电容使用干式设计，没电解液泄漏的危险性，没酸污染；7、薄膜电容更加较低的ESR，更加强劲的耐热纹波电流的能力；8、薄膜电容更加强劲的抗脉冲电压能力；9、薄膜电容更长的寿命；10、薄膜电容更为灵活性的外形设计，可根据有所不同的市场需求展开自定义。图6电解电容与薄膜电容参数对比母线电容电压的自由选择电机掌控母线电压除了长时间的纹波电压的波动，还包括IGBT动作时电流白热化的变化产生尖峰电压和电机翻转时的反电动势，薄膜电容在用于中容许有1．2倍额定电压值的脉冲，理论上可以自由选择额定电压较低的薄膜电容。

如现在的320V的电机控制器系统一般搭配500VDC的薄膜电容，540V的电机控制器系统搭配900V或者1000V的薄膜电容。母线电容容量的计算出来在新能源电动汽车电机控制器的应用于中，母线电容是以IGBT的载波频率来已完成充放电，在一个PWM周期内，IGBT导通时由电池组和电容器同时为电机获取能量，IGBT变频器时，电池组向母线电容电池。

我们假设电机控制器的仅次于输出功率为P，电机控制器的的电路为典型的三相全桥流形结构。在一个电源周期内，母线所获取的能量大约为：W＝P／（2f）其中：f：IGBT的电源频率。

母线电容一个电源周期内获释的能量为：Q＝1／2＊C（U＋Δu）2－1／2＊C（U－Δu）2＝2＊C＊U＊Δu其中：U：直流母线电压；Δu：母线纹波电压；在极端情况下：Q＝W，更进一步计算出来可得：C＝P／（4＊f＊U＊Δu），一般的，直流母线电压的脉动率为5％，即纹波电压值：Δu＝U＊2．5％综上可得：Cmax＝P／（4＊f＊U＊U＊2．5％）Cmax值是创建在最极端的情况下，实际应用于中，一般指出IGBT电源导通的时候，母线电容获取W／2的能量，即Q＝W／2融合前面的计算公式可得：Cmin＝P／（8＊f＊U＊U＊2．5％）以上计算出来我们专供设计参照，在实际应用于中更加多的电机控制器的母线电容容量的挑选相似Cmin的值或者大于Cmin，我们在实际应用于中可以根据自己有所不同的成本和体积综合考虑到。母线电容纹波电流的计算出来纹波电流是指流经母线电容的交流分量，电机控制器的输入电流为三相正弦基波电流与高频谐波电流的变换，两者皆不会在直流母线外侧产生适当的纹波电流。纹波电流计算公式为：其中：为母线纹波电流M为调制比。

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