从用户角度看电机和逆变器的效率测试

电驱动系统设计，不管应用领域如何，都存在三个要素：

• 能量源,

• 电源转换器和

• 电机.

通常，这些元件一般采用电池作为直流母线 - 逆变器将直流电源转换为交流电 - 电能使用交流电将电能转换为机械能。这被称为 电-机械功率转换。

工程师试图实现什么？

在设计这些系统时，工程师通常会尝试在驱动周期内实现效率最大化。在尽可能多的点上来最大化每安培扭矩。有时这需要巧妙的机器设计，但更多时候需要通过采用适当的控制技术来实现。逆变器器，控制器和电机都需要完美匹配，以实现这个目标。但这些部件通常是分开开发的。系统级工程师需要最大化整个系统的效率，而不是某一部件。

如何供电？

这些应用的供电一般都是采用一个电池，但有时可能有一个整流器系统。电池系统一般都包括一个 DC-DC转换器，可将直流母线调整到逆变器所需的水平。这些电池通常为锂离子结构，在汽车应用中的电压范围为200-400伏，但可高达600-800伏特。

逆变器的角色

逆变器是电驱动系统中非常重要的部分，因为所有的电能转换和控制都在此发誓。逆变器通常由六个开关（三相）组成，以特定模式打开和关闭以产生交流电。该模式的开关频率通常在9kHz至25kHz之间。低于9kHz的频率变得非常罕见;但对于大功率应用，降低开关频率以减少损耗是必需的。更高的开关频率受限于开关的物理限制以及产生的开关损耗。通常，这些开关将为 IGBT或 MOSFET。电流电平将决定开关的选择。 MOSFET通常用于较低功率。 IGBT用于更高功率。更高的频率能进行更好的控制。但需要大量的资金投入到更宽的带隙设备中。这些通常是碳化硅或氮化镓（GAN）器件。这些器件具有较低的损耗，通常可以在较高的电流和开关频率下工作。但现在非常昂贵，但它们将是未来的主流。

模型需要验证

提高效率

上述许多主题的最佳方法是进行效率测绘和动力测试。每个人都希望提高系统的效率。因此拥有原始数据对此很重要，因为如果发生错误，您可以参考以前的测试，并在后处理程序（如MATLAB）中进行深入分析。此外，这对于动态测试至关重要，因为在进行动态加载或测试驱动周期时，如果没有原始数据，则可能会产生一些奇怪的不准确的效率。

当它们开始测试时，它们将具有一个设定的直流母线电压，然后是设定的速度。

然后他们将以一定的扭矩加载。加载你所需的多种转矩和速度。这将为您提供所有工况点的效率，并获得效率图。这些点将在特定温度范围内进行。有时您必须等待机器冷却才能在工况点进行测量。这就是 HBM eDrive 测试系统 可以为客户节省大量时间的原因，因为测试在几个周期内进行测试，而不是几秒钟。

人们通常会测试机器的极限，一般是使其达到最大速度，以了解其机器的物理极限。触发并拥有数据缓冲区的能力将使研究人员不仅可以了解机器故障，而且可以了解失败的原因。