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[IEEE 2018年第十三届国际电机会议(ICEM) - 希腊亚历山德鲁波利斯(2018年9月3日-2018年9月6日)] 2018年第十三届国际电机会议(ICEM) - 基于氮化镓的集成?？榛缁杓?

DOI：10.1109/ICELMACH.2018.8506862 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 本研究提出了一种高功率密度集成化?？榈缁?IMMD)的设计方法。该设计基于永磁同步电机(PMSM)和氮化镓场效应管(GaN FET)，定子采用分数槽集中绕组。根据低齿槽转矩和高绕组系数的要求选择槽极配合与绕组配置。提出一种扩展型电机驱动逆变器拓扑结构，将两级电压源逆变器以串联和并联方式组合。讨论了?？槭康淖钣叛≡穹桨?，并基于损耗特性选择功率半导体器件。确定了最优直流母线电容组配置，研究了交错并联的影响。通过ANSYS/Maxwell仿真验证了电机性能，采用MATLAB/Simulink仿真获得驱动器性能。与传统驱动器相比，该电机驱动器的效率提升了2%。所提出的采用GaN FET的串并联驱动器配置实现了超过1千瓦/升的整体系统功率密度。
作者： Mesut U?ur，Ozan Keysan
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究采用氮化镓场效应晶体管（GaN FET）和永磁同步电机（PMSM）的集成?？榛缁↖MMD）系统的设计与性能，重点关注高功率密度、效率提升及增强的容错能力。

研究成果

对于输出功率为8千瓦的集成式混合动力机电驱动?？椋↖MMD），在电机驱动效率达98%、电机效率达96%的情况下，可实现超过1千瓦/升的系统总体功率密度。结合系统容错能力的提升，采用本文所述设计流程的IMMD系统性能已证明可成功替代传统电机驱动系统。

研究不足

所提出设计的潜在缺点是电机驱动控制复杂度增加。为避免负载不平衡时出现电压失配，应对串联连接的?？槭┘又鞫缪蛊胶?。此外，还需研究并联连接?？橹淇赡懿幕妨鳎⒉扇∠嘤Υ胧?。

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