第2讲-变频器原理及应用

《第2讲-变频器原理及应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第2讲-变频器原理及应用（63页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、变频器原理与应用（第2版）第2章1第第2讲讲变频器原理与应用（第2版）第2章2总结总结变频器变频器变频器的控制变频器的控制对象对象电力电子电力电子器件器件是变频器发展的是变频器发展的基础基础计算机技术和控制理论是变频器发展的计算机技术和控制理论是变频器发展的支柱支柱市场需求是变频器发展的市场需求是变频器发展的动力动力变频器的发展变频器的发展趋势趋势变频器的变频器的分类分类变频器的变频器的应用应用变频器原理与应用（第2版）第2章3 电力电子电力电子器件器件是电力电子技术的物质是电力电子技术的物质基础基础和和技术关键，也是变频技术技术发展的技术关键，也是变频技术技术发展的“龙头龙头”。 可以说，电

2、力电子技术可以说，电力电子技术起步起步于于晶闸管晶闸管，普及普及于电力晶于电力晶体管体管GTRGTR，提高提高于于IGBTIGBT。新型电力电子器件的涌现与发展，。新型电力电子器件的涌现与发展，促进了电力电子电路的结构、控制方式、装置性能的提高。促进了电力电子电路的结构、控制方式、装置性能的提高。本章从应用的角度出发，对电力电子器件的种类、性能及本章从应用的角度出发，对电力电子器件的种类、性能及应用等加以应用等加以介绍介绍。第二章第二章 变频器常用电力电子器件变频器常用电力电子器件变频器原理与应用（第2版）第2章4n 功率二极管（功率二极管（D D）n 晶闸管（晶闸管（SCRSCR）n 门极可

3、关断晶闸管（门极可关断晶闸管（GTOGTO）n 电力晶体管（电力晶体管（GTRGTR）n 功率场效应晶体管（功率场效应晶体管（P-MOSFETP-MOSFET）n 绝缘栅双极晶体管（绝缘栅双极晶体管（IGBTIGBT） ）n 集成门极换流晶闸管（集成门极换流晶闸管（IGCTIGCT）n 智能功率模块智能功率模块(1(1PM)PM)本章要点本章要点第二章第二章 变频器常用电力电子器件变频器常用电力电子器件变频器原理与应用（第2版）第2章5 1 1、结构：、结构： 功率二极管的内部是功率二极管的内部是P-NP-N或或P-I-NP-I-N结构结构 ，图示为功，图示为功率二极管的电路率二极管的电路符号

4、符号和外形。和外形。 2 2、符号：、符号： a) b) c) 图2-1 功率二极管的符号和外形 a) 功率二极管的符号 b) 螺旋式二极管的外形 c) 平板式二极管的外形 2.1 2.1 功率二极管（功率二极管（D D） 2.1.12.1.1率二极管功结构与率二极管功结构与V-AV-A特性特性变频器原理与应用（第2版）第2章6 3 3、 伏安特性伏安特性 功率二极管的阳极和阴极间的电压和流过管子的电流之间的关系称功率二极管的阳极和阴极间的电压和流过管子的电流之间的关系称为伏安特性，其伏安特性曲线如图所示。为伏安特性，其伏安特性曲线如图所示。 正向特性：正向特性：当从零逐渐增大正向电压时，开始

5、阳极电流很小，当从零逐渐增大正向电压时，开始阳极电流很小，当正向电压大于当正向电压大于0.50.5V V时，正向时，正向阳极电流阳极电流急剧上升，管子急剧上升，管子正向导通正向导通。 反向特性：反向特性：当二极管加上反向电压当二极管加上反向电压 时，起始段的反向时，起始段的反向漏电流漏电流也很小，而且也很小，而且 随着反向电压增加，反向漏电流只略有随着反向电压增加，反向漏电流只略有 增大，但当反向电压增加到反向不重复增大，但当反向电压增加到反向不重复 峰值电压值时，反向漏电流开始急剧增峰值电压值时，反向漏电流开始急剧增 加。加。 变频器原理与应用（第2版）第2章7 2.1.2 2.1.2 功率

6、二极管的主要参数功率二极管的主要参数1. 1. 额定正向平均电流额定正向平均电流I IF F 在规定的环境温度和标准散热条件下，元件所允许长时间连续流过在规定的环境温度和标准散热条件下，元件所允许长时间连续流过5050HzHz正弦半波的电流平均值。正弦半波的电流平均值。 2. 2. 反向重复峰值电压反向重复峰值电压U URRMRRM 在额定结温条件下，取元件反向伏安特性在额定结温条件下，取元件反向伏安特性不重复峰值电压值不重复峰值电压值U URSMRSM的的80%80%称为反向重复峰值电压称为反向重复峰值电压U URRMRRM。 3. 3. 正向平均电压正向平均电压U UF F （管压降）（管

7、压降） 在规定环境温度和标准散热条件下，元件通过在规定环境温度和标准散热条件下，元件通过5050HzHz正弦半波额定正正弦半波额定正向平均电流时，元件阳极和阴极之间的电压的平均值向平均电流时，元件阳极和阴极之间的电压的平均值, ,通常为通常为0.45-1V0.45-1V。 变频器原理与应用（第2版）第2章8 2.1.3 2.1.3 功率二极管的选用功率二极管的选用 1. 1. 选择额定选择额定正向平均电流正向平均电流I IF F 的原则的原则 I IDnDn = 1.57 = 1.57 I IF F =(1.5 =(1.52)2) I IDM DM 2. 2. 选择选择额定电压额定电压U UR

8、RMRRM 的原则的原则 U URRMRRM = =（2 23 3）U UDMDM 57. 1)25 . 1 (DMFII变频器原理与应用（第2版）第2章9 2.1.2.1.4 4 功率二极管的分类功率二极管的分类 功率二极管一般分为功率二极管一般分为三类三类：(1)(1)标准标准或慢速恢复二极管；（工频整流）或慢速恢复二极管；（工频整流）(2)(2)快速快速恢复恢复二极管；（中、高频电路）二极管；（中、高频电路）(3)(3)肖特基肖特基二极管。（高频电路）二极管。（高频电路）变频器原理与应用（第2版）第2章10 2.2 2.2 晶闸管（晶闸管（SCRSCR） 2.2.1 2.2.1 晶闸管的

9、结构晶闸管的结构 1 1、结构：、结构：晶闸管是四层（晶闸管是四层（P P1 1N N1 1P P2 2N N2 2）三端（三端（A A、K K、G G）器件，器件，其内部结构和等效电路如图所示。其内部结构和等效电路如图所示。 a) b) c)a) b) c) 图图2-3 2-3 晶闸管的内部结构及等效电路晶闸管的内部结构及等效电路 a) a) 芯片内部结构芯片内部结构 b) b) 以三个以三个PNPN结等效结等效 c) c) 以互补三极管等效以互补三极管等效变频器原理与应用（第2版）第2章112 2、晶闸管的外形及符号、晶闸管的外形及符号 a) b) c)a) b) c) 图图2-4 2-4

10、 晶闸管的外形及符号晶闸管的外形及符号 a) a) 晶闸管的晶闸管的符号符号 b b）螺栓式螺栓式外形外形 b b）带有散热器带有散热器平板式平板式外形外形A A 阳极阳极 KK阴极阴极 GG门极门极 变频器原理与应用（第2版）第2章12 2.2.2 2.2.2 晶闸管的导通和关断控制晶闸管的导通和关断控制 晶闸管的晶闸管的导通控制导通控制： 在晶闸管的在晶闸管的阳极和阴极间加正向电压阳极和阴极间加正向电压，同时在它的，同时在它的门极门极和阴极间和阴极间也加正向电压形成也加正向电压形成触发电流触发电流，即可使晶闸管导通。，即可使晶闸管导通。导通的晶闸管的导通的晶闸管的关断控制关断控制： 令门极

11、电流为令门极电流为零零，且将阳极电流降低到一个称为维持电，且将阳极电流降低到一个称为维持电流的临界极限值流的临界极限值以下以下。 变频器原理与应用（第2版）第2章13 2.2.3 2.2.3 晶闸管的阳极伏安特性晶闸管的阳极伏安特性 晶闸管的阳极与阴极间的电压和阳极电流之间的关系，晶闸管的阳极与阴极间的电压和阳极电流之间的关系，称为称为阳极伏安特性。阳极伏安特性。 图图2-5 2-5 晶闸管的晶闸管的阳极伏安特性阳极伏安特性 变频器原理与应用（第2版）第2章14 2.2.4 2.2.4 晶闸管的参数（晶闸管的参数（P12P12） 1. 1. 正向正向断态重复峰值电压断态重复峰值电压DRMDRM