电机控制中载波频率设定的五个因素是什么（电机控制中载波频率设定的五个因素是）

载波频率是电机控制中非常重要的因素。它的值不能设置得太高，也不能设置得太低。通常，载波频率的设置与五个因素有关：基波频率、硬件限制、谐波电流、内部软件实现和电源模块温升。本期主要讲一下与这些因素相关的原因。

关键词：载波频率；

1载波频率与什么有关？

载波频率的选择与基频、硬件限制、谐波电流、内部软件实现、功率模块温升有关：

1.1.基频：

基频可由电机速度公式计算得出：

其中f表示电机频率，P表示极对数，n表示电机转速。假设4极电机以3000rpm运行，则其基频f为：

实际控制时，载波频率应大于基频的10倍，即200Hz，载波频率应大于2KHz。

1.2.硬件限制：

电源模块有建议的最大载波频率限制。例如，三棱IPM的最大PWM控制输入信号频率为20KHz，如图1-1所示：

图1-1 IPM 最大PWM 输入频率

1.3.谐波电流：

当谐波电流过大时，会引起转矩输出脉动，同时电流采样不准确，甚至导致电流环控制不稳定而产生异常。谐波电流的大小与载波密切相关。载波频率越大，谐波越少。提高载波频率有利于减少谐波电流。谐波电流的计算公式为：

当载波频率设置为16KHz时，电机电感为56mH，母线电压为310Vdc，采用SVPWM空间矢量调制驱动电机。经计算，谐波电流的大小在19mA至38mA之间。计算结果如图1-2所示：

图1-2 谐波电流计算值图

1.4.内部软件的实现：

由以上分析可知，提高载波频率有利于电机控制效果，但不能无限制地提高。从软件角度来看，触发受以下因素影响：MCU晶振频率、FOC程序执行时间和电流环路带宽。

使用DSP的MCU的工作频率为200MHz。 FOC 必须在PWM 周期内运行。载波频率越高，对MCU性能的要求越高。同时，载波频率越高，可以实现的电流环控制带宽越高。反之，电流环所能达到的控制带宽越高，所能达到的控制带宽就越低。

1.5.电源模块温升：

电源模块工作过程中的损耗包括开关损耗和传导损耗。损耗越大，发热量越大；开关损耗与载波频率密切相关。载波频率越小，开关损耗越小，发热量也越大。小的；载波频率越大，开关损耗越大，发热量也越大。