绝缘栅

变频器的结构与原理

发布时间:2022/8/9 20:13:32   

随着科学技术的不断发展,很多新的应用型技术被广泛使用到制冷和空调技术领域,变频器技术就是其中的一种。这种技术的应用使电冰箱、空调器在高舒适感、长寿命、安全可靠、静音、省电等方面有了进一步的提高。变频已经成为电冰箱、空调器的发展趋势。下面我来简要地介绍一下变频器技术。

1、变频器的基本结构图

整流电路把三相(也可以是单相)交流电转换为直流电。逆变电路把直流电转换为频率可调的三相(或单相)交流电。

2、逆变桥

逆变电路又称为逆变桥或逆变器,是变频器的核心部分。它可分为单相逆变桥和三相逆变桥两种电路。下面是这两种逆变桥的结构图。

逆变桥的两种状态不断地反复交替,就会在负载上产生交变电压,这就是逆变桥将直流电变为交流电的逆变过程。负载上产生的交变电压波被称为载波,其频率被称为载波频率。

3、变频器的逆变开关器件

由于逆变开关器件工作时要反复地交替导通、截止,所以变频器电路对这些开关器件的性能要求很高。

1)它要能承受足够大的电压和电流。

逆变开关器件的耐压值应在V以上,允许承受的电流应大于A以上。

2)它要允许频繁地导通和截止。

从原理上看,逆变过程正是开关器件长时间地反复交替导通和截止的过程。这样频繁地导通和截止是有触点开关器件无法承受的,必须依赖于无触点开关器件,即半导体开关器件,而要使半导体开关器件承受如此大的电流和如此高的电压是很不容易做到的。正是这个原因使变频器很晚才进入实用阶段。

3)它的导通和截止的控制必须十分方便。

无触点的半导体开关器件的控制却是非常容易实现的。

4)绝缘栅双极型晶体管(IGBT)

目前,变频器主要使用绝缘栅双极型晶体管(IGBT)作为逆变开关器件,它使变频器在许多方面的性能都得到了很大的提高。

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)是场效应管(MOSFET)和大功率晶体管(GTR)相结合的产物。它的主体部分与大功率晶体管相同,也有集电极(C)和发射极(E)。栅极(G)的结构与场效应晶体管相同,是绝缘栅结构。因为栅极的结构与场效应晶体管相同,所以栅极与发射极之间的输入阻抗很大,需要输入控制信号的电流与功率都很小。主体部分与大功率晶体管相同,所以可以输出较大的电压与电流。



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