變頻器用的GTR的維修
1、變頻器用的GTR一般都是達林頓晶體管(復合管)模塊,其內部有三個極分別是集電極C、發射極E和基極B。根據變頻器的工作特點,在晶體管旁還并聯了一個反向連接的續流二極管。又根據逆變橋的特點,常做成雙管模塊,甚至可以做成6管模塊。
2、工作時狀態和普通晶體管一樣,GTR也是一種放大器件,具有三種基本的工作狀態:⑴放大狀態起基本工作特點是集電極電流Ic的大小隨基極電流Ib而變Ic=βIb式中β------GTR的電流放大倍數。GTR處于放大狀態時,其耗散功率Pc較大。設Uc=200V,Rc=10Ω,β=50,Ib=200mA(0.2A)計算如下:Ic=βIb=50*0.2A=10AUce=Uc-IcRc=(200-10*10)V=100VPc=UceIc=100*10W=1000W=1KW⑵飽和狀態Ib增大時,Ic隨之而增大的狀態要受到歐姆定律的制約。當βIb>Uc/Rc時,Ic=βIb的關系便不能再維持了,這時,GTR開始進入“飽和"狀態。
而當Ic的大小幾乎完全由歐姆定律決定,即Ics≈Uc/Rc時,GTR便處于深度飽和狀態(Ics為飽和電流)。這時,GTR的飽和壓降Uces約為1-5V。GTR處于飽和狀態時的功耗是很小的。上例中,Uces=2V,則Ics=Uc/Rc=200/10A=20APc=UcesIcs=2*20W=40W可見,與放大狀態相比,相差甚遠。⑶截止狀態即關斷狀態。這是基極電流Ib≤0的結果。在截止狀態,GTR只有很微弱的漏電流流過,因此,其功耗是微不足道的。GTR在逆變電路中是用來作為開關器件的,工作過程中,總是在飽和狀態間進行交替。所以,逆變用的GTR的額定功耗通常是很小的。而如上述,如果GTR處于放大狀態,其功耗將增大達百北以上。
所以,逆變電路中的GTR是不允許在放大狀態下小作停留的。3.主要參數⑴在截止狀態時
①擊穿電壓Uceo和Ucex:能使集電極C和發射極E之間擊穿的最小電壓。基極B開路是用Uceo表示,B、E間接入反向偏壓時用Ucex表示。在大多數情況下,這兩個數據是相等的。②漏電流Iceo和Icex:截止狀態下,從C極流向E極的電流。B極開路時為Iceo,B、E間反偏時為Icex。⑵在飽和狀態時①集電極最大電流Icm:GTR飽和導通是的最大允許電流。②飽和壓降Uces:當GTR飽和導通時,C、E間的電壓降。⑶在開關過程中①開通時間Ton:從B極通入正向信號電流時起,到集電極電流上升到0.9Ics所需要的時間。②關斷時間Toff:從基極電流撤消時起,至Ic下降至0.1Ics所需的時間開通時間和關斷時間將直接影響到SPWM調制是的載波頻率。通常,使用GTR做逆變管時的載波頻率底于2KHz。4.變頻器用GTR的選用⑴Uceo通常按電源線電壓U峰值的2倍來選擇。Uceo≥2廠2U在電源電壓為380V的變頻器中,應有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倍來選擇Icm≥2廠2InGTR是用電流信號進行驅動的,所需驅動功率較大,故基極驅動系統比較復雜,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IGBT1、功率場效應晶體管(POWERMOSFET)它的3個極分別是源極S、漏極D和柵極G其工作特點是,G、S間的控制信號是電壓信號Ugs。改變Ugs的大小,主電路的漏極電流Id也跟著改變。由于G、S間的輸入阻抗很大,故控制電流幾乎為0,所需驅動功率很小。和GTR相比,其驅動系統比較簡單,工作頻率也比較高。此外,MOSFET還具有熱穩定性好、安全工作區大等優點。但是,功率場效應晶體管在提高擊穿電壓和增大電流方面進展較慢,故在變頻器中的應用尚不能居主導地位。2、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)IGBT是MOSFET和GTR相結合的產物,是柵極為絕緣柵結構(MOS結構)的晶體管,它的三個極分別是集電極C、發射極E和柵極G。工作特點是,控制部分與場效應晶體管相同,控制信號為電壓信號Uge,輸入阻抗很高,柵極電流I≈0,故驅動功率很小。而起主電路部分則與GTR相同,工作電流為集電極電流I。至今,IGBT的擊穿電壓也已做到1200V,集電極最大飽和電流已超過1500A,由IGBT作為逆變器件的變頻器容量已達到250KVA以上。此外,其工作頻率可達20KHZ。由IGBT作為逆變器件的變頻器的載波頻率一般都在10KHZ以上,故電動機的電源波形比較平滑,基本無電磁噪聲。
目前,在新系列的中小容量變頻器中,IGBT已處于絕對優勢的地位!最近市場出現智能性模塊,模塊中包含了過電流、過電壓、低電壓、過熱等保護,我也相信在今后的發展中能和大家一起學習,共同維護好我們的使命!$如果要正確的使用變頻器,必須認真地考慮散熱的問題.!!!變頻器的故障率隨溫度升高而成指數的上升。使用壽命隨溫度升高而成指數的下降。環境溫度升高10度,變頻器使用壽命減半。因此,我們要重視散熱問題啊!