System-energibesparingar vid elmotordrift med SiC-transitorer

Syfte och mål

Syftet med projektet var att utröna potentiella systemfördelar med att använda SiC transistorer istället för konventionella kiselbaserade IGBT:er i mutterdragarsystem. Studiens fokus var främst att undersöka hur litet ett mutterdragarsystem kan göras när switchfrekvensen ökas, då detta har som följd att filtret kan göras mindre. Studien visade att en signifikant minskning av systemvikten möjliggörs med SiC-transistorer.

Resultat och förväntade effekter

Den totala vikten av slutsteg och motor i det studerade mutterdragarsystem kan mer än halveras då SiC-transistorer tillämpas eftersom det skrymmande filtret blir överflödigt. Det innebär stora möjligheter till att integrera slutsteg och motor. Det innebär även större tillförlitlighet då färre komponenter är inblandade i drivsystemet. Kompaktare produkter med större konkurrenskraft på marknaden förväntas på sikt. En oväntad upptäckt var att motorns egenskaper har en stark påverkan på omriktarförlusterna.

Upplägg och genomförande

En mätuppställning för systemövergripande effektmätningar på omriktarmatade mutterdragarsystem togs fram. Effekten av ökad switchfrekvens på motorförluster undersöktes på motorprototyper med olika parametervariationer. Ett SiC-baserat system jämfördes med ett konventionellt IGBT-baserat system avseende effektförluster och totalvikt.