Reduction of ringing iron loss and carrier iron loss in motor drive system excited by GaN inverter

降低GaN逆变器励磁电机驱动系统中的振铃铁损和载波铁损

基本信息

批准号：
22K04080
负责人：
藤崎敬介
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Toyota Technological Institute
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

将来のパワーエレクトロニクス回路の半導体材料として研究開発され実用化し始めているGaN, SiCの素子は，nsecレベルの高応答であるために，そのインバータでモータを駆動させると3-30 MHz程度のリンギング現象が発現しモータ鉄損の増加を招く．そこでリンギング鉄損を低減すべくLCフィルターを設置することを考えると，フィルター効果を総合的に評価する必要がある．本研究ではインバータ損，インダクタ損・フィルター損，負荷の鉄損・銅損を計測し，全体の損失効果・要因分析とインダクタ・高周波磁性材料の特性について研究する．これまでの研究で以下のことが言え，これによりリンギング鉄損低減をめざし，高周波磁性材料の開発指針提示につなげる．まずリンギング現象を計測する高分解能な計測システムの構築：3-30 MHz程度のリンギング現象を計測するために，高分解能な計測システムを構築した．AD変換機には，IWATSU製DS-8038（サンプリングレート：2.5 から 5 GS/s, 2 から 8 ch, 測定周波数上限　350 MHz）を導入した．これによりモータ回転時の揺らぎもあるので，複数の電流，電圧値を同時に計測できるようになった．これにより，GaN-FETインバータ励磁下における高調波リンギング現象の解明を行った．次に，SiCインバータ励磁の鉄損特性と制御応用を行った．

GAN，SIC元素已经进行了研究和开发并开始实用，作为用于未来电力电子电路的半导体材料，在NSEC水平上具有很高的响应，因此，当电动机与该逆变器一起驱动时，该电动机（大约3个）现象大约为3个现象。 -30 MHz约为3-30 MHz。因此，考虑到安装LC滤波器以减少铁损失，有必要全面评估过滤器效应。在这项研究中，我们将测量逆变器损失，电感器损失，滤波器损失，损失和负载，并研究整体损失效应，因子分析以及电感器的特征和高频频率材料材料。到目前为止，可以说以下研究将提供高频 - 频率材料材料的开发指南，以减少铁损失。首先，构建了一个高分辨率测量系统，以测量约3-30 MHz的环形现象，以测量测量响铃现象的高分辨率测量系统。将AD转换器引入IWATSU DS-8038（采样率：2.5至5 gs/s，2至8 CHS，测量的频率极限为350 MHz）。结果，电动机旋转时会有波动，因此可以同时测量多个电流和电压值。这阐明了GAN-FET逆变器激发下的谐波linging现象。接下来，进行了铁损失特性和SIC逆变器激发的控制应用。