門極關(guān)斷(GTO)晶閘管 SCR在一段時(shí)間內(nèi),幾乎是能夠承受高電壓和大電流的半導(dǎo)體器件。因此,針對(duì)SCR的缺點(diǎn),人們很自然地把努力方向引向了如何使晶閘管具有關(guān)斷能力這一點(diǎn)上,并因此而開(kāi)發(fā)出了門極關(guān)斷晶閘管。
GTO晶閘管的基本結(jié)構(gòu)和SCR類似,它的三個(gè)極也是:陽(yáng)極(A)、陰極(K)和門極(G)。其圖行符號(hào)也和SCR相似,只是在門極上加一短線,以示區(qū)別。
GTO晶閘管的基本電路和工作特點(diǎn)是:
①在門極G上加正電壓或正脈沖(開(kāi)關(guān)S和至位置1)GTO晶閘管即導(dǎo)通。其后,即使撤消控制信號(hào)(開(kāi)關(guān)回到位置0),GTO晶閘管仍保持導(dǎo)通??梢?jiàn),GTO晶閘管的導(dǎo)通過(guò)程和SCR的導(dǎo)通過(guò)程完全相同。
②如在G、K間加入反向電壓或較強(qiáng)的反向脈沖(開(kāi)關(guān)和至位置2),可使GTO晶閘管關(guān)斷。用GTO晶閘管作為逆變器件取得了較為滿意的結(jié)果,但其關(guān)斷控制較易失敗,故仍較復(fù)雜,工作頻率也不夠高。而幾乎是與此同時(shí),大功率管(GTR)迅速發(fā)展了起來(lái),使GTO晶閘管相形見(jiàn)絀。因此,在大量的中小容量變頻器中,GTO晶閘管已基本不用。但其工作電流大,故在大容量變頻器中,仍居主要地位。
變頻器用GTR的選用
⑴Uceo 通常按電源線電壓U峰值的2倍來(lái)選擇。
Uceo≥2廠2U 在電源電壓為380V的變頻器中,應(yīng)有 Uceo≥2廠2U*380V=1074.8V,故選用 Uceo=1200V的GTR是適宜的。
⑵Icm 按額定電流In峰值的2倍來(lái)選擇 Icm≥2廠2 In GTR是用電流信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的,所需驅(qū)動(dòng)功率較大,故基極驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)比較復(fù)雜,并使工作頻率難以提高,這是其不足之處。 今天我告訴大家的是MOSFET以及IGBT
冷卻風(fēng)扇
一般功率稍微大一點(diǎn)的變頻器, 都帶有冷卻風(fēng)扇。同時(shí),也建議在控制柜上出風(fēng)口安裝冷卻風(fēng)扇。進(jìn)風(fēng)口要加濾網(wǎng)以防止灰塵進(jìn)入控制柜。 注意控制柜和變頻器上的風(fēng)扇都是要的,不能誰(shuí)替代誰(shuí)。
其他關(guān)于散熱的問(wèn)題
在海拔高于1000m的地方,因?yàn)榭諝饷芏冉档停虼藨?yīng)加大柜子的冷卻風(fēng)量以改善冷卻效果。理論上變頻器也應(yīng)考慮降容,1000m每-5%。但由于實(shí)際上因?yàn)樵O(shè)計(jì)上變頻器的負(fù)載能力和散熱能力一般比實(shí)際使用的要大, 所以也要看具體應(yīng)用。 比方說(shuō)在1500m的地方,但是周期性負(fù)載,如電梯,就不必要降容。
2。 開(kāi)關(guān)頻率:變頻器的發(fā)熱主要來(lái)自于IGBT, IGBT的發(fā)熱有集中在開(kāi)和關(guān)的瞬間。 因此開(kāi)關(guān)頻率高時(shí)自然變頻器的發(fā)熱量就變大了。 有的廠家宣稱降低開(kāi)關(guān)頻率可以擴(kuò)容, 就是這個(gè)道理。
開(kāi)關(guān)電源
開(kāi)關(guān)電源電路提供變頻器的整機(jī)控制用電,是變頻器正常工作的先決條件。變頻器應(yīng)用的開(kāi)關(guān)電源電路,為直一交一直型的逆變電路,是一種電壓和功率的變換器,將直流電壓和功率轉(zhuǎn)換為脈沖電壓,再整流成為另一種直流電壓。輸人、輸出電壓由開(kāi)關(guān)變壓器相隔離,開(kāi)關(guān)變壓器起到功率傳遞、電壓/電流變換的作用。開(kāi)關(guān)變壓器為降壓變壓器。開(kāi)關(guān)電源的特點(diǎn)如下:
1)開(kāi)關(guān)電源的振蕩和調(diào)壓方式是利用改變脈沖寬度或周期來(lái)調(diào)整輸出電壓的,稱為時(shí)間比例控制,又分為PWM(調(diào)寬)和PFM(調(diào)頻)兩種控制方式。
2)從電路的能量轉(zhuǎn)換特性看,可分為正激和反激兩種工作方式。開(kāi)關(guān)管飽和導(dǎo)通時(shí), 二次繞組連接的整流器受反偏壓而截止,開(kāi)關(guān)變壓器的一次繞組流入電流而儲(chǔ)能〈電磁轉(zhuǎn)換)。開(kāi)關(guān)管截止時(shí),二次繞組經(jīng)負(fù)載電路釋放電能(磁電轉(zhuǎn)換)。正激方式則與此相反, 實(shí)際應(yīng)用不多。
3)從開(kāi)關(guān)變壓器的一次電路結(jié)構(gòu)來(lái)看,有分立元件構(gòu)成的和集成振蕩芯片構(gòu)成的兩種電路形式。因而從振蕩信號(hào)的來(lái)源看,又分為自激(分立零件)和他激式(IC電路)開(kāi)關(guān)電源。兩種電路結(jié)構(gòu)都有應(yīng)用。 4)開(kāi)關(guān)管有采用雙極型器件和采用場(chǎng)效應(yīng)晶體管的。
5)小功率變頻器采用單端正激式電路,大、中功率變頻器常采用雙端正激式電路。一般變頻器的開(kāi)關(guān)電源,常提供以下幾種電壓輸出:CPU及附屬電路、控制電路、操作顯示面板的+5V供電;電流、電壓、溫度等故障檢測(cè)電路、控制電路的±15V供電;控制端子、工作繼電器線圈的24V供電。四路相互隔離的約為22V的驅(qū)動(dòng)電路的供電,該四路供電往往又經(jīng)穩(wěn)壓電路處理成+15V、 -7.5V的正、負(fù)電源供驅(qū)動(dòng)電路,為IGBT逆變輸出電路提供激勵(lì)電流。
任何電子設(shè)備,電源電路的故障率總是相當(dāng)高的一因其要提供整機(jī)的電源供應(yīng),負(fù)擔(dān)重。變頻器的開(kāi)關(guān)電源電路,形式上比較單一,結(jié)構(gòu)上也比較簡(jiǎn)單。但是簡(jiǎn)單電路也可能會(huì)產(chǎn)生疑難故障。開(kāi)關(guān)電源的檢修不像線性電源那么直觀,電路的任一個(gè)小環(huán)節(jié)一振蕩、穩(wěn)壓、保護(hù)、負(fù)載等出現(xiàn)異常,都會(huì)使電路出現(xiàn)各種各樣的故障現(xiàn)象。
上電后無(wú)反應(yīng),操作顯示面板無(wú)顯示,變頻器好像沒(méi)通電一樣。測(cè)量控制端子的控制電壓和10V頻率調(diào)整電壓都為0,測(cè)量變頻器主接線端子電阻正常,那么大致上可以斷定問(wèn)題是出在開(kāi)關(guān)電源電路了。

