1.簡介

電機控制器的損耗涵蓋以下幾部分：

1. IGBT導通損耗
2. IGBT開關損耗
3. 續(xù)流二極管導通損耗
4. 續(xù)流二極管開關損耗
5. DC-link電容損耗；
6. Bus bar的導通損耗
7. 其他損耗，如高壓轉(zhuǎn)低壓輔電損耗等。
   電機控制器的工作狀態(tài)不同，其損耗各不同。將從以下兩方面介紹電機控制器的功率損耗：
8. 理論計算模型：主要介紹介紹電機控制器各器件功率損耗的計算過程，可用于Matlab仿真建模，從而得知電機控制器的理論效率值和損耗值。
9. 工程應用模型：主要先介紹電機控制器功率損耗與各輸出入量之間的關聯(lián)性，通過離線實測輸出值功率，再比較實際輸入功率，建立功率損耗2D表，最后在線查2D表并標定修正來確定電機控制器損耗。

2. 理論計算模型

2.1 功率模塊損耗

功率模塊的損耗，即是IGBT和續(xù)流二極管的損耗,。導通和關閉的過程不是瞬時發(fā)生的，電流和電壓變化是需要一定的時間，當電流和電壓存在交疊過程，就產(chǎn)生了損耗。如圖1 所示。

圖1.開關過程損耗示意圖

可視為所有6個IGBT和二極管的損耗相，同現(xiàn)計算如下。

開關損耗：

導通損耗：

其中：

由公式（2-1）和（2-2）可得：

建立Simulink 模型如圖2所示，需要關注以下輸入量：

1. 修正系數(shù)K，與工作電壓和電流相關聯(lián)，建立對應的二維查表，可通過實測對標獲取。
2. Vce,Rce,VDiode, RDiode,都會隨著功率模塊的溫度變化而變化，可參考功率模塊供應商提供的數(shù)據(jù)手冊；
3. Eon,IGBT，Eoff,IGBT，EDiode，Vref，Iref可參考功率模塊供應商提供的數(shù)據(jù)手冊，建立Eon,IGBT（Vdc，Iph），Eoff,IGBT（Vdc，Iph），EDiode（Vdc，Iph）的二維表。
4. 考慮電機控制器的主動短路工作狀態(tài)，IGBT和二極管的開關損耗為0.

圖2. IGBT和二極管的功率損耗Simulink模型

2.2．DC-link電容損耗

DC-link電容的功率損耗的計算，可見公式如下：

對于bus bar的損耗，可同公式（2-6）。另外，對于高壓轉(zhuǎn)低壓輔電的損耗可在工程實際應用時根據(jù)控制器工作狀態(tài)測量標定來獲取。

3. 工程應用模型

在工程應用中，依據(jù)臺架測試，實測輸入功率值和實際輸出功率值，比較兩者差值，所得為功率損耗，以此建立不同電流和電壓對應功率損耗2D表。電機控制器損耗模型分以下兩步來實現(xiàn)，如圖3所示。

1. 計算運算時間周期T內(nèi)的采樣數(shù)N，并計算出N次采樣的總的電流和總的電壓；
2. 計算運算時間周期T內(nèi)的平均電流和平均電壓，再根據(jù)2D查表，得到電機控制器的功率損耗。

圖3.工程應用模型

在建立模型時，還需考慮以下因素：

1. 需單獨分開考慮發(fā)電模式和驅(qū)動模式，兩者的功率損耗不同，其2D表需分別建立。
2. 電機控制器的工作狀態(tài)不同，其損耗不同。如IGBT主動短路、IGBT全開、正常扭矩或速度控制狀態(tài)，弱磁控控制等。