變頻器內(nèi)部原理培訓(xùn)-在線瀏覽
2025-02-28 21:18本頁面
【正文】 電力場效應(yīng)晶體管 電力 MOSFET 的結(jié)構(gòu) 是 單極型晶體管 。 采用 多元集成結(jié)構(gòu) ，不同的生產(chǎn)廠家采用了不同設(shè)計(jì)。 圖 119 電力 MOSFET 的結(jié)構(gòu)和電氣圖形符號 （ B） a） b） 絕緣柵雙極晶體管 1 ) IGBT 的結(jié)構(gòu)和工作原理 三端器件： 柵極 G 、 集電極 C 和 發(fā)射極 E 。 圖 122 IGBT 的結(jié)構(gòu)、簡化等效電路和電氣圖形符號 a) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷面示意圖 b) 等效電路 c) 簡化等效電路 d) 電氣圖形符號 （ B） 功率模塊與功率集成電路 例：部分功率模塊、 IPM、電力半導(dǎo)體器件及驅(qū)動(dòng)電路 （ A） 8 逆變電路最基本的工作原理 —— 改變兩組開關(guān)切換頻率 ， 可改變輸出交流電頻率 。 阻感負(fù)載 時(shí) ， io 相位滯后于 uo ， 波形也不同 。 （ B） 9 PWM 控制的基本思想 重要理論基礎(chǔ) —— 面積等效原理 采樣控制理論中的一個(gè)重要結(jié)論： 沖量 相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí)，其 效果基本相同 。 O u 如何用一系列 等幅不等寬的脈沖 來代替一個(gè)正弦半波 SPWM 波 O u （ C） ω t ω t O u ω t V1 和 V2 、 V3 和 V4 的通斷彼此 互補(bǔ) 。 計(jì)算法和調(diào)制法 ur 正半周 ， V1 保持 通 ， V2 保持 斷 。 當(dāng) ur uc 時(shí)使 V4 斷 ， V3 通 ， uo = 0 。 圖 65 單極性 PWM 控制方式波形 u r u c u O w t O w t u o u of u o U d U d 表示 uo 的基波分量 （ B） ? 單極性 PWM 控制 方式 （單相橋逆變） 在 ur 和 uc 的交點(diǎn)時(shí)刻控制 IGBT 的通斷。 Ud 兩種電平 。 ur 正負(fù)半周，對各開關(guān)器件的控制規(guī)律相同 。 （ B） 注： 試比較以上兩種方式的異同點(diǎn) 。 ? Ud 波形更平直，電流 i2 的上升段平緩了許多，這對于 電路的工作是有利的。 當(dāng)沒有二極管導(dǎo)通時(shí) ， 由電容向負(fù)載放電 ， ud 按指數(shù)規(guī)律下降 。 隨著負(fù)載的加重 ， 電流波形與電阻負(fù)載時(shí)的交流側(cè)電流波形逐漸接近 。高壓變頻器每一相由若干個(gè)基本功率單元串聯(lián)組成 ( 圖 a) 為 3 個(gè)單元串聯(lián) )，實(shí)現(xiàn)高壓輸出。 此類變頻器已成功地用于高壓電機(jī)變頻調(diào)速的場合。與此同時(shí)， V1 截止使十 20V 電源通 R3 向電容 C2 充電，時(shí)間常數(shù) r1 為 ? r1=R3c2=2 54uS （ 2 － 19 ） 然而由于 IGBT 約 lus 后已導(dǎo)通， Uce 下降至 3V ，從而將 EXB841 腳 6 電位箝制在 8V 左右，因此 B 點(diǎn)和 C 點(diǎn)電位不會充到 13V ，而是充到 8V 左右，這個(gè)過程時(shí)間為 1 ． 24us ；又穩(wěn)壓管 VZ1 的穩(wěn)壓值為 13V ， IGBT 正常開通時(shí)不會被擊穿， V3 不通， E 點(diǎn)電位仍為 20V 左右，二極管 VD6 截止，不影響 V4 和 V5 的正常工作。與此同時(shí) V1 導(dǎo)通， C2 通過 V1 更快放電，將 B 點(diǎn)和 C 點(diǎn)電位箝在 0V ，使 VZI 仍不通，后繼電路不會動(dòng)作 , IGBT 正常關(guān)斷。若此時(shí)發(fā)生短路， IGBT 承受大電流而退飽和， Uce 上升很多，二極管 VD7 截止，則 EXB841 的腳 6 “懸空”，B 點(diǎn)和 C 點(diǎn)電位開始由 8V 上升；當(dāng)上升至 13V 時(shí)， VZ1 被擊穿， V 3 導(dǎo)通， C4 通過 R7 和 V 3 放電， E 點(diǎn)電位逐步下降，二極管 VD 6 導(dǎo)通時(shí) , D 點(diǎn)電位也逐步下降，從而使 EXB841 的腳 3 電位也逐步下降，緩慢關(guān)斷 IGBT 。 3uS (2 － 21 ） ? C3 與 R7 組成的放電時(shí)間常數(shù)為 ? T2 ＝＝ C3R7 ＝ 4 3uS （ 2 － 24 ） ? 此時(shí)慢關(guān)斷過程結(jié)束， IGBT 柵極上所受偏壓為 0oV （設(shè) V3 管壓降為 0 ． 3V , V6 和 V5 的壓降為 O ． 7V ）。 V1 導(dǎo)通使 C2 迅速放電、 V 3 截止， 20V 電源通過 R8 對 C4 充電， RC 充電時(shí)間常數(shù)為 ? T3 ＝ C4R8 ＝ 48 25 ） ? 則 E 點(diǎn)由 3 ． 6V 充至 19V 的時(shí)間可用下式求得： ? 19=20（ l 一 e^( － t/r3)＋ ^( t/r3)( 2－ 26 ）
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