Чи знаєте ви, як індуктивності та дроселі впливають на електромобілі?

Роль індукторів у сучасних електромобілях: важливість і виклики вибору

У світі електромобілів важливість пробуксовочних двигунів та трансформаторів часто переоцінюють. Але ось що цікаво: здавалося б скромний індуктор або дросель відіграє не менш важливу роль у сучасних силових конвертерах, значно впливаючи на продуктивність, надійність і навіть ціну пристроїв. І хоча пробіг та навантаження зазвичай висувають на перші сторінки, індуктори залишаються своєрідними “незнайомцями” під капотом електрокарів.

Індуктори: готові рішення і ризики

Існує спокуса обрати серійні COTS (Commercially Off The Shelf) індуктори, які, на відміну від трансформаторів, доступні у великій кількості. Це може бути непоганим вибором, адже спеціалізовані постачальники пропонують високоякісні магнітні компоненти за привабливу ціну. Проте інженери-конструктори повинні уважно перевіряти відповідність COTS-компоненту конкретному застосуванню. Однією з найбільших загроз є підвищена частота відмов через невідповідність стандартам ЕМС (електромагнітна сумісність).

Індуктивні задачі в електромобілях

Випадки використання індукторів в EVs (електричних автомобілях) дуже різноманітні. Зазвичай їх використовують для трьох основних функцій: у конвенційних LC-фільтрах для забезпечення чистих DC-виходів у блоках живлення з перемикачем; у налаштованих LC-мережах для зниження втрат під час перемикання в топологіях PWM (щось на зразок м’якого перемикання); у фільтрах EMI для блокування радіочастотного шуму. Ці випадки використання висувають різні вимоги до індукторів.

Ядерний виклик

Більшість індукторів у силових конвертерах мають ферромагнітне ядро, а більшу частину часу це ядро має форму, що дозволяє магнітному потоку від обмоток позамикатися в повному кільці. Це ключовий параметр для проходження тестів на відповідність ЕМС, адже невтримані лінії магнітного потоку здатні спричинити шумові проблеми.

Конструкція і матеріали: баланс витрат і ефективності

Вибір конструкції і матеріалів для індуктора є критично важливим. Серійний індуктор у LC-вихідному фільтрі повинен зменшувати кількість змінного струму, яку бачить наступний конденсатор. Для цього потрібні індуктори, які мінімізують DC-втрати, а для великих струмів з плоско наматаного проводу. Вибір матеріалу також важливий — для уникнення намагнічування від постійної напруги потрібна дотримок або розподілений повітряний зазор.