igbt在直流斬波調速系統(tǒng)中的應用-資料下載頁
2025-08-27 09:16本頁面
【導讀】未定義書簽。未定義書簽。
【正文】 2020 電氣工程及其自動化 12 第五章 工作原理 IGBT 工作原理 IGBT 的開關作用是通過加正向柵極電壓形成溝道，給 PNP晶體管提供基極電流，使 IGBT 導通。反之，加反向門極電壓消除溝道，流過反向基極電流，使 IGBT 關斷。 IGBT 的驅動方法和 MOSFET 基本相同，只需控制輸入極 N 一溝道 MOSFET，所以具有高輸入阻抗特性。當 MOSFET 的溝道形成后，從 P+基極注入到 N 一層的空穴（少子），對 N 一層進行電導調制，減小 N 一層的電阻，使IGBT 在高電壓時，也具有低 的通態(tài)電壓。 直流 PWM 控制電路 直流 PWM控制電路 直流電動機的 PWM控制是一種利用脈沖占空比調節(jié)電動機平均工作電壓的控制方式。它利用直流電壓參考信號 Ur和鋸齒波電壓載波信號 U1進行比較，從而調節(jié)脈沖信號的占空比，如下圖 3所示。參考電壓在小于載波信號電壓的最大值范圍變化時，可得到周期 T一定、寬度 Ton變化的 PWM 方波信號，該信號經放大后控制 IGBT 的導通和關斷。 2020 電氣工程及其自動化 13 圖 直流 PWM 控制波形圖 總電路的工作 原理 電網提供單相 220V電壓，經過全橋型電路整流變化后得到直流電，作為降壓斬波電路的直流電源 E，經過降壓斬波電路的變化后，實現拖動直流電動機。 1） t=0時刻驅動 V導通，電源 E向負載供電，負載電壓 uo=E，負載電流 io 按指數曲線上升 2） t=t1時刻控制 V關斷，負載電流經二極管 VD 續(xù)流，負載電壓 uo近似為零，負載電流呈指數曲線下降。為了使負載電流連續(xù)且脈動小通常使串接的電感 L 值較大 2020 電氣工程及其自動化 14 第六章 電路在兩種工作模式下的波形圖 全橋電路的原理圖如圖 4 所示，全橋型電路存在電流連續(xù)和電流斷續(xù)兩種工作 模式。 F UU 2V D 1V D 3V D 2V D 4U iS 1S 3S 2S 4 圖 電路電流斷續(xù)狀態(tài)的波形 電流連續(xù)工作模式 全橋型 電路在電流連續(xù)模式時，在一個開關周期內電路經歷 4個開關狀態(tài)，電路圖如圖 5。電路中的逆變電路由 4個開關組成，互為對角的兩個開關同時導通，而同一側半橋上下兩開關交替導通，將直流電壓逆變變成幅值為 Ui的交流電壓，加在變壓器一次側。改變開關的占空比，就可以改變整流電壓的平均值，也就改變了輸出電壓 U0。每個開關斷態(tài)時承受的峰值電壓均為 Ui。 若 S S4 與 S S3的導通時間不對稱，則交流電壓 uT 中將含有直流分量，會在變壓器一次電流中產生很大 的直流分量，并可能造成磁路飽和，故全橋型電路應注意避免電壓直流分量的產生，也可以在一次回路中串聯一個電容，以阻斷直流電流。 為了避免上下兩開關在換相過程中發(fā)生短暫的同時導通而造成短路損壞開關，每個開關各自的占空比不能超過 50%，并應留有裕量。 2020 電氣工程及其自動化 15 電流斷續(xù)狀態(tài) 全橋型 電路在 1個開關周期經歷 6個開關狀態(tài)，如圖 5。 圖 電路電流斷續(xù)狀態(tài)的波形 2020 電氣工程及其自動化 16 第七章 總結 作了一周的課程設計，使我有了很多的心 得體會，可以說這次 IGBT 在直流斬波電動機系統(tǒng)中的應用的課程設計是在大家共同努力和在老師的精心指導下共同完成的。通過這次設計加深了我對這門課程的了解，也加深了對這門課程的設計。以前總是覺得理論結合不了實際，但通過這次設計使我認識到了理論結合實際的重要性。但由于我知識的限制，設計還有很多不足之處，希望老師指出并教導。通過對電路圖的研究，也增強了我們的思考能力。課程設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識 ,發(fā)現 ,提出 ,分析和解決實際問題 ,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié) ,是對學生實際工作能力的具體訓練和考察過程。很感激學校給了我們 這次動手實踐的機會，讓我們學生有了一個共同學習，增長見識，開拓視野的機會。也感謝陳老師對我們無私忘我的指導，我會以這次課程設計作為對自己的激勵，繼續(xù)學習。 2020 電氣工程及其自動化 17 參考文獻 [1]電力電子技術 ,石新春，楊京燕，王毅編。北京：中國電力出版社， 2020 [2]電力電子變流裝置典型應用實例，馮玉生，李宏主編。北京：機械工業(yè)出版社， [3]王兆安主編 , 電力電子技術 .第四版 .北京 :機械工業(yè)出版社 .
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