变频技术

变频器中双 GTR 复合管模块的构成

电力晶体管 GTR 在变频器中主要用于逆变桥，生产厂家常将两个 GTR 集成在一起制成双复合管模块，其内部典型结构如图10-2 所示；也有将六个 GTR 集成在一起制成六管式 GTR 模块。此外，由于变频器逆变电路中各逆变管的输出端通常需反向并联一只二极管，因此在 GTR 模块旁边已将反向并联二极管集成到模块内部。电力晶体管 GTR 的基本工作状态与普通晶体管基本相同，具有三种工作状态。图10-2 GTR 的双复合管模块内部典型电路

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PLC 控制变频器实现电动机多段速调速

1. 控制要求实际生产中，许多生产机械的正、反转运行速度需经常改变。通过设置变频器参数、使用 PLC 对变频器进行控制即可达到目的。图5-18 为变频器实际运行曲线，按曲线要求设置变频器参数、设计 PLC 程序，使电动机启动后按频率曲线运行。图5-18 6 段速度运行曲线2. 多段速度控制接线图多段速度控制接线图如图5-19 所示。3. 变频器端子设置在外部端子控制模式（P0700=2）下，设置端子 5、6、7、8、16、17 的接通频率，设置结果见表5-9。图5-19 多段速度控制接线图表5-…

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电力晶体管 GTR 放大状态的电流与耐压计算

（1）基极电流的计算。以单复合管 GTR 为例，等效电路如图10-3 所示。由于集电极电流的大小由基极电流确定，故有 IC=β·IB，式中 IC 为单复合管 GTR 集电极电流（A），β 为 GTR 复合管电流放大倍数，IB 为单复合管 GTR 基极电流（A）。（2）耐压的计算。单复合管 GTR 中后级晶体管承受的耐压可由 UCE=UC-IC·RC 计算，式中 UCE 为集电极与发射极之间承受的电压（V），UC 为加到单复合管 GTR 上的电源电压（V），IC 为集电极电流（A），RC 为集电极…

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GTR 基极驱动电路的构成与输出波形

在变频器中，用于驱动控制电力晶体管 GTR 的基极电路的典型结构如图10-7 所示。图10-7 GTR 的基极控制电路的典型结构示意图图中的 VT3 即为电力晶体管 GTR，其前面的电路即基极驱动控制电路，由集成电路驱动电路 EXB359 与普通晶体管 VT1、VT2 为核心构成。该电路的最大特点是尽量缩短 GTR 的导通与断开时间，其输出的控制信号波形如图10-8 所示。图10-8 GTR 的基极控制电路输出波形示意图

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电力晶体管 GTR 截止状态的等效特性

当加到单复合管 GTR 基极上的电流等于 0 时，GTR 进入截止状态，其等效电路如图10-4 所示。此时 IC≈0 A（只有极小的漏电流），UCE≈UC（集电极与发射极之间承受电源的全电压）。图10-4 单复合管 GTR 截止状态时的等效电路示意图

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GTR 基极驱动电路的设计要点与元件作用

（1）截止→饱和。为保证晶体管尽快进入饱和状态，开始导通时的基极电流较大；当晶体管已进入饱和状态时，为便于切换时容易退出饱和，电路适当减小基极电流以减轻饱和深度。（2）饱和→截止。为保证晶体管尽快进入截止状态，电路中基极（b）与发射极（e）之间采用反向配置方式。基极、发射极间刚开始加入反向电压时，基区里过剩的载流子被迅速抽出，故有较大的反向电流。（3）保护电路。由于晶体管 VT1、VT2 基极与发射极之间的反向击穿电压 UCEO 较低（通常小于 6 V），为防止反向配置时被击穿，通常在其基极、发…

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电力晶体管 GTR 饱和导通状态的等效特性

当 IB>UC/RC 时，单复合管 GTR 进入饱和导通状态，其等效电路如图10-5 所示，图中虚线等效于连接短路线。图10-5 单复合管 GTR 饱和导通状态时的等效电路示意图（1）GTR 的管压降。单复合管 GTR 的管压降近似于 0 V（实际在 2～3 V 之间），即 UCE≈0 V。（2）GTR 的集电极电流。单复合管 GTR 的集电极电流基本取决于欧姆定律，即 IC≈UC/RC。

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电力晶体管 GTR 缓冲电路的结构与作用

在变频器中，电力晶体管 GTR 缓冲电路的典型结构如图10-9 所示。该电路的主要作用是减小 GTR 从饱和转变为截止时，集电极与发射极之间的电压变化率。图10-9 电力晶体管 GTR 的缓冲电路典型结构

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IGBT 的结构、工作原理与失效因素

IGBT 是 MOSFET 与双极晶体管的复合器件，既有 MOSFET 易于驱动的特点，又具有功率晶体管电压、电流容量大的优点。其频率特性介于 MOSFET 与功率晶体管之间，可正常工作于几十 kHz 频率范围，故在较高频率的大、中功率应用中占据主导地位。IGBT 是电压控制型器件，在栅极与发射极间施加十几伏直流电压时，仅有 μA 级漏电流流过，基本不消耗功率。但栅极与发射极间存在较大的寄生电容（几千至上万 pF），在驱动脉冲电压的上升及下降沿需提供数安培的充放电电流，才能满足开通与关断的动态要…

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变频驱动噪声滤波器的功能与选用

变频器工作时会产生高次谐波干扰信号。在变频器输入侧安装噪声滤波器，可防止高次谐波干扰信号窜入电网、干扰电网中的其他设备，也可阻止电网中的干扰信号窜入变频器；变频器输出侧的噪声滤波器则可防止干扰信号窜入电动机、影响其正常工作。一般情况下变频器可不安装噪声滤波器，如需安装，建议安装变频器专用噪声滤波器。变频器专用噪声滤波器的外形和结构如图8-6 所示。图8-6 噪声滤波器

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