變頻器的逆變器基本工作原理

ID:107593 · 發(fā)表于 2016-3-10 19:55

變頻器三相(u v w)交流輸出頻率波形質(zhì)量和電壓平衡的程度直接影響異步電動機調(diào)速運行的狀態(tài)與電機壽命，更重要是影響變頻器的壽命，一臺經(jīng)維修后的變頻器，U、V、W三相交流輸出的波形符合要求和電壓平衡是最基本的。
通常變頻器主要有:主電路IGBT，或GTO等功率開關(guān)器件構(gòu)成逆變器給異步電動機提供調(diào)壓調(diào)頻的電源，此電源輸出的電壓或電流及頻率由控制回路的控制指令進行控制，而控制指令是由外部的運轉(zhuǎn)指令運算獲得，對于需要精密控制速度或快速響應(yīng)的場合其運算還應(yīng)包含由變頻器主電路和傳動系統(tǒng)檢測出來的信號以進行閉環(huán)控制。保護電路的構(gòu)成，除應(yīng)防止因變頻器主電路的過電壓保護，過電流保護，主電路過熱保護引起的故障外，還應(yīng)保護異步電動機及傳動系統(tǒng)等等，因此直接影響U、V、W輸出主電路的逆變器故障是至關(guān)重要的。
逆變器同整流器相反，逆變器是將直流功率變換為所要頻率的交流功率，以所確定的時間使上橋與下橋的６個功率開關(guān)器件導通和關(guān)斷。如圖2所示。

圖1 逆變器示意圖
圖2中，S1~S6組成了橋式逆變電路，這6個開關(guān)交替接通和關(guān)斷就可以在輸出端U、V、W三相上得到相位互相差2/3π的三相交流電壓。由此可見驅(qū)動電路中S1~S6開與關(guān)時電壓波形一致，對輸出電壓平衡尤其重要。圖3是在維修變頻器中碰到比較典型的IGBT柵極驅(qū)動電路。

圖2 典型的柵極驅(qū)動電路
柵極驅(qū)動電路開通時，輸出一個15V的正柵極電壓。這個值足夠令I(lǐng)GBT產(chǎn)生完全飽和，并使其通態(tài)損耗減至最小，同時也限制了短路電流和它所帶來的功率應(yīng)力。當柵極電壓處于零時，IGBT處于斷態(tài)是為了保證IGBT在集電極--發(fā)射極電壓出現(xiàn)dv/dt噪聲時仍保持關(guān)斷，需要在柵極上施加一個關(guān)斷偏壓，采用反向偏壓還可以減少關(guān)斷損耗。H系列IGBT反向偏壓在-5V~15V范圍內(nèi)。柵極驅(qū)動電路開通時，輸出一個15V的正柵極電壓。這個值足夠令I(lǐng)GBT產(chǎn)生完全飽和，并使其通態(tài)損耗減至最小，同時也限制了短路電流和它所帶來的功率應(yīng)力。當柵極電壓處于零時，IGBT處于斷態(tài)是為了保證IGBT在集電極--發(fā)射極電壓出現(xiàn)dv/dt噪聲時仍保持關(guān)斷，需要在柵極上施加一個關(guān)斷偏壓，采用反向偏壓還可以減少關(guān)斷損耗。H系列IGBT反向偏壓在-5V~15V范圍內(nèi)。

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