普通千瓦級別電機驅動的開關頻率選在幾千赫茲到十幾千赫茲左右的原因是什麼？

1樓：資深工科男

1、驅動器方面：

（1）主要的開關器件是IGBT和MOSFET（寬禁帶器件還沒有完全成熟應用）

（2）MOSFET的最高電壓800/900V，電流30多A，最多用於10kW以下

（3）IGBT的電壓電流較高，可用於數十kW以上（4）由於拖尾電流原因，IGBT通常工作於20kHz以下2、電機方面：

（1）除高速電機外，普通電機基波頻率通常1kHz以下（2）開關頻率10kHz左右足以驅動普通電機結論：從電機方面而言，10kHz左右開關頻率足夠，從開關器件而言，IGBT的功率更大且由於拖尾電流，主要開關頻率為20kHz以下，以上原因造成普通的電機驅動開關頻率選在幾千赫茲到十幾千赫茲

2樓：傲氣雄鷹

因為使用的基本是IGBT，而IGBT的開關頻率要求在20khz以下。開關頻率越高，發熱也越大。所以，一般開關頻率多用在4k，大功率的更低。

3樓：

題主想要電機的角度。來了！

我們設計電機本體時，如果基頻低，不用考慮高次諧波的影響，也不用細算渦流啊，發熱啊這些東西時，都是直接通正弦電流的。。

這就意味著，作為電機本體，我們當然希望輸入的是理想電流。沒有理想的，那就svpwm唄，頻率麼，500k當然是極好的。

至於實際驅動器的輸出是什麼樣，嗯，做驅動的朋友們，加油！

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題主請在查閱開關器件頻率的同時，也查一下損耗引數。至於軟開關什麼的，注意成本。

我前一陣子做的乙個高速電機專案，500的基頻，8k的斬波，效果也可以。為什麼這麼低？背景和成本啊！我還想要80k，160k呢，領導得整死我。

4樓：陳博洋

任何乙個拓撲，對應一定的功率等級都有他的最優工作頻率。假如我工作在10k的開關頻率可以達到最高效率，那麼提高開關頻率在提高功率密度（小型化）的情況下就一定會犧牲效率，帶來的就是損耗（發熱）和開關管的應力提公升（成本），所以還是看應用場合，有時候沒必要做那麼小。

5樓：

電機的的響應速度和開關頻率相比很低，現在的開關頻率已經足夠用，再提高對效能提公升效果不明顯，反而會增加控制器複雜度和發熱。所以業界沒有動力繼續提高頻率。還有電機不是電源，不管開關頻率怎麼變，它轉動頻率始終很低。

峰值電流也和開關頻率關係不大, 提公升開關頻率並不能縮小其體積。在電源上面提高頻率還是有點意義的。

6樓：婆羅脈修士

我認為歸根到底是成本問題。

目前常用的開關器件仍然是以Si材料為主的IGBT和MOSFET。

其中IGBT的電流容量要大些，耐壓也可以做的比MOSFET高，因此應用於較大功率場合，其缺點就是因為是雙極性器件，存在電導調製效應，關斷時會有明顯的拖尾電流。從而導致關斷損耗比較大，因此當應用於開關頻率較高的應用中時散熱會成為很大的問題。

MOSFET因為是單極性器件，相對的開關損耗可以做到比較高，同樣因為是單極性導電器件，其導通阻抗相對較高，為了限制導通的阻抗，一般基區厚度不會太厚，從而導致耐壓就不會太高。典型的功率MOSFET的耐壓在600~650V，極個別有800~900V的。因此在MOSFET中，耐壓和電流容量是一對矛盾體。

典型的MOSFET單管最大電流容量也只有幾十安培。因此比較難於直接應用於中大功率。

以上當然說的都是傳統硬開關的條件下。那麼為什麼我說最終的原因是成本而不是技術呢？因為從技術的角度這個問題不是問題，是很好解決的。在我看來主要方法有以下幾種：

1. 採用軟開關電路。這個方案是可行的，軟開關的應用可以顯著提高開關頻率。

帶來的問題是電路的複雜程度提高，也就是需要額外的元件，造成成本的提高以及控制複雜度的提高。但是是可以實現的，即使在大功率條件下。

2. 採用MOSFET併聯或者交錯併聯方式。前面提到了MOSFET的開關損耗較低，那麼為了擴大其應用的容量範圍，可以通過併聯MOSFET和交錯併聯MOSFET橋臂來實現。

這個技術也已經很成熟，實現起來沒有問題。但是成本較高。

3. 採用SiC器件。新一代的SiC器件具有比Si器件更理想的開關效能，可以顯著降低開關損耗從而提高開關頻率。當然成本是非常可觀的。

此外至於DSP等數位電路的控制頻率我認為都不是問題，現在已經能控制到MHz開關頻率了，這些都能夠實現，DSP的開關頻率不夠可以擴充套件FPGA產生PWM驅動訊號。

因此這個問題其實不是乙個技術問題，而是通過技術可以實現的。問題的本質應該是通過增加開關頻率所花費的成本與收益孰輕孰重的問題。目前以工業界普遍的選擇看來應該是得不償失吧。