变频器用的GTR的维修
1、变频器用的GTR一般都是达林顿晶体管(复合管)模块,其内部有三个极分别是集电极C、发射极E和基极B。根据变频器的工作特点,在晶体管旁还并联了一个反向连接的续流二极管。又根据逆变桥的特点,常做成双管模块,甚至可以做成6管模块。
2、工作时状态和普通晶体管一样,GTR也是一种放大器件,具有三种基本的工作状态:⑴放大状态起基本工作特点是集电极电流Ic的大小随基极电流Ib而变Ic=βIb式中β------GTR的电流放大倍数。GTR处于放大状态时,其耗散功率Pc较大。设Uc=200V,Rc=10Ω,β=50,Ib=200mA(0.2A)计算如下:Ic=βIb=50*0.2A=10AUce=Uc-IcRc=(200-10*10)V=100VPc=UceIc=100*10W=1000W=1KW⑵饱和状态Ib增大时,Ic随之而增大的状态要受到欧姆定律的制约。当βIb>Uc/Rc时,Ic=βIb的关系便不能再维持了,这时,GTR开始进入“饱和"状态。
而当Ic的大小几乎完全由欧姆定律决定,即Ics≈Uc/Rc时,GTR便处于深度饱和状态(Ics为饱和电流)。这时,GTR的饱和压降Uces约为1-5V。GTR处于饱和状态时的功耗是很小的。上例中,Uces=2V,则Ics=Uc/Rc=200/10A=20APc=UcesIcs=2*20W=40W可见,与放大状态相比,相差甚远。⑶截止状态即关断状态。这是基极电流Ib≤0的结果。在截止状态,GTR只有很微弱的漏电流流过,因此,其功耗是微不足道的。GTR在逆变电路中是用来作为开关器件的,工作过程中,总是在饱和状态间进行交替。所以,逆变用的GTR的额定功耗通常是很小的。而如上述,如果GTR处于放大状态,其功耗将增大达百北以上。
所以,逆变电路中的GTR是不允许在放大状态下小作停留的。3.主要参数⑴在截止状态时
①击穿电压Uceo和Ucex:能使集电极C和发射极E之间击穿的最小电压。基极B开路是用Uceo表示,B、E间接入反向偏压时用Ucex表示。在大多数情况下,这两个数据是相等的。②漏电流Iceo和Icex:截止状态下,从C极流向E极的电流。B极开路时为Iceo,B、E间反偏时为Icex。⑵在饱和状态时①集电极最大电流Icm:GTR饱和导通是的最大允许电流。②饱和压降Uces:当GTR饱和导通时,C、E间的电压降。⑶在开关过程中①开通时间Ton:从B极通入正向信号电流时起,到集电极电流上升到0.9Ics所需要的时间。②关断时间Toff:从基极电流撤消时起,至Ic下降至0.1Ics所需的时间开通时间和关断时间将直接影响到SPWM调制是的载波频率。通常,使用GTR做逆变管时的载波频率底于2KHz。4.变频器用GTR的选用⑴Uceo通常按电源线电压U峰值的2倍来选择。Uceo≥2厂2U在电源电压为380V的变频器中,应有Uceo≥2厂2U*380V=1074.8V,故选用Uceo=1200V的GTR是适宜的。
⑵Icm按额定电流In峰值的2倍来选择Icm≥2厂2InGTR是用电流信号进行驱动的,所需驱动功率较大,故基极驱动系统比较复杂,并使工作频率难以提高,这是其不足之处。今天我告诉大家的是MOSFET以及IGBT1、功率场效应晶体管(POWERMOSFET)它的3个极分别是源极S、漏极D和栅极G其工作特点是,G、S间的控制信号是电压信号Ugs。改变Ugs的大小,主电路的漏极电流Id也跟着改变。由于G、S间的输入阻抗很大,故控制电流几乎为0,所需驱动功率很小。和GTR相比,其驱动系统比较简单,工作频率也比较高。此外,MOSFET还具有热稳定性好、安全工作区大等优点。但是,功率场效应晶体管在提高击穿电压和增大电流方面进展较慢,故在变频器中的应用尚不能居主导地位。2、绝缘栅双极晶体管(IGBT)IGBT是MOSFET和GTR相结合的产物,是栅极为绝缘栅结构(MOS结构)的晶体管,它的三个极分别是集电极C、发射极E和栅极G。工作特点是,控制部分与场效应晶体管相同,控制信号为电压信号Uge,输入阻抗很高,栅极电流I≈0,故驱动功率很小。而起主电路部分则与GTR相同,工作电流为集电极电流I。至今,IGBT的击穿电压也已做到1200V,集电极最大饱和电流已超过1500A,由IGBT作为逆变器件的变频器容量已达到250KVA以上。此外,其工作频率可达20KHZ。由IGBT作为逆变器件的变频器的载波频率一般都在10KHZ以上,故电动机的电源波形比较平滑,基本无电磁噪声。
目前,在新系列的中小容量变频器中,IGBT已处于绝对优势的地位!最近市场出现智能性模块,模块中包含了过电流、过电压、低电压、过热等保护,我也相信在今后的发展中能和大家一起学习,共同维护好我们的使命!$如果要正确的使用变频器,必须认真地考虑散热的问题.!!!变频器的故障率随温度升高而成指数的上升。使用寿命随温度升高而成指数的下降。环境温度升高10度,变频器使用寿命减半。因此,我们要重视散热问题啊!