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随着以碳化硅(Silicon Carbide,SiC)金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET)为代表的新型宽禁带功率半导体器件的成熟应用,为电机驱动系统的效率、功率密度等关键性能获得数量级提高提供了可能。基于新型半导体器件的电机驱动系统在航空航天、轨道交通以及新能源汽车等诸多领域得到了广泛关注并快速应用。相对于传统硅基MOSFET,SiC MOSFET具有更快的开关速率、更低的开关损耗和更高的开关频率。这些特性给电机驱动系统带来了诸多优势。然而,SiC MOSFET过快的开关速率会引发开关过程中出现较大的过电压、过电流以及明显的电压、电流振荡,也加剧了电磁干扰(Electromagnetic Interference,EMI)强度;另一方面,电机内部复杂的阻抗网络为高频谐波分量提供了有效的传播路径,所产生的电磁兼容(Electromagnetic Compatibility,EMC)问题,增加了系统可靠性设计的难度。本文通过理论分析、建模、仿真及实验的方法,研究了SiC MOSFET开关特性以及电机阻抗特性与电机驱动系统传导EMI强度之间的关系,揭示了系统传导EMI的机理。本文的主要研究工作如下:(1)为有效测量SiC MOSFET的开关漏极电流,提出了一种基于电流互感器(Current Transformer,CT)的SiC MOSFET开关漏极电流间接测量方法。在MOSFET漏极端串入一个CT,通过测量流过互感器副边绕组的电流间接测量开关漏极电流。基于CT在低频段和高频段的等效电路模型,分析了CT有效测量带宽;结合磁性元件相关理论,讨论了CT铁芯饱和电流。通过选择合适的磁性材料,优化CT的关键电气参数,使得其有效测量带宽及铁芯饱和电流能够满足SiC MOSFET漏极电流的测量需求。通过实验,验证了CT的有效性,并讨论了CT安装位置对其测量精度的影响。(2)为全面分析、评估SiC MOSFET的开关特性,提出了一种基于有限状态机(Finite State Machine,FSM)的SiC MOSFET开关过程分析模型。根据SiC MOSFET开关运行机制,将其开关过程划分为若干子状态,并基于各子状态的物理特性,得到等效电路,进而推导出状态方程。同时,利用FSM描述了开关过程各子状态的特点,求得各个子状态的解析解,并使用Simulink完成了FSM的设计与实现。模型仿真与实验测量结果的对比分析表明:该模型能够从开关速度、开关损耗及高频EMI等方面定量评估SiC MOSFET的开关特性。(3)为有效抑制SiC MOSFET的开关振荡,并减小高频EMI强度,全面分析了RC吸收回路对于高频开关振荡的影响。建立了能够描述SiC MOSFET在RC吸收回路作用下的开关过程分析模型。通过对比模型仿真与实验测量的开关波形及开关损耗,验证了模型的有效性。并基于此模型,定量分析了RC吸收回路与开关振荡、开关损耗以及EMI之间的关系。研究结果表明:通过增加RC吸收回路,能够在不额外增加系统损耗的前提下,有效降低开关振荡、缓解系统EMI强度。(4)为准确描述电机高频阻抗特性,建立了三相表贴式永磁同步电机高频等效电路模型。分析了表贴式三相串联绕组及星型连接的永磁同步电机的结构特点,通过分布参数结合集总参数的方式,给出了电机的高频等效电路模型。根据电机在低频、中频及高频段的共模与差模阻抗特性,分段求解模型中的电气参数。将模型计算的阻抗特性曲线与实测结果进行比对分析,验证了模型的有效性。本模型能够准确描述电机在100 Hz～10 MHz频段的共模及差模阻抗特性。(5)为研究电机驱动系统中的EMI问题,通过仿真与实验,系统性地分析了SiC MOSFET的开关过程及电机阻抗特性对电机驱动系统传导EMI的影响。根据SiC MOSFET的开关特性及电机高频阻抗特性,建立了基于SiC MOSFET的电机驱动系统Simulink仿真模型,并搭建了相应的测试平台。通过模型仿真,分析了电机阻抗特性对于电机相电压、共模电压、电机相电流及共模电流的影响;通过实验,讨论了SiC MOSFET开关特性对系统共模电压及共模电流的影响。本文采用理论分析、建模仿真及物理实验,深入开展了SiC MOSFET开关特性及电机阻抗特性对系统EMI强度影响的研究,揭示了电机驱动系统传导EMI的机理,所获得的研究结论可为电机驱动设计解释、解决EMI问题提供有益的参考。