IGBT構(gòu)成的交流傳動逆變器的設計

摘要：分析了IGBT構(gòu)成的交流傳動逆變器的主電路原理、逆變電路結(jié)構(gòu)及緩沖保護電路結(jié)構(gòu)，并對主電路的安裝布局以及電壓電流參數(shù)的選取做出了說明，同時提出了一種由M57959構(gòu)成的IGBT驅(qū)動電路的設計，該電路對逆變器的設計有一定的應用價值。
關鍵詞：IGBT；逆變器；電壓電流參數(shù)；保護吸收電路；M57959L

0 引言
電能分為交流電能與直流電能，由交流電能變?yōu)橹绷麟娔艿倪^程稱為整流，由直流電能變?yōu)榻涣麟娔艿倪^程稱為逆變。逆變器就是一種完成直流電能向交流電能變換的裝置。
交流電機一般采用交-直-交逆變電源的供電方式，即現(xiàn)在電網(wǎng)提供的交流電通過整流、濾波變成直流電，再通過逆變器將直流電變成所需要的交流電源，給電機供電。因此逆變器是其中較關鍵的技術(shù)裝置之一。隨著半導體器件的發(fā)展，IGBT越來越多的被應用到交流傳動技術(shù)中。本文主要分析IGBT構(gòu)成的交流傳動用逆變器的主電路結(jié)構(gòu)，包括主電路形式、驅(qū)動電路與緩沖吸收保護電路的實現(xiàn)。

1 主電路結(jié)構(gòu)原理圖
圖1為典型的逆變器結(jié)構(gòu)原理圖。它由三部分組成：逆變電路、驅(qū)動保護電路、控制與信號采集電路。

逆變電路主要負責電能轉(zhuǎn)化，即將輸入的直流電能轉(zhuǎn)化為電機負載可用的三相交流電能，為電機提供能源。圖2所示為逆變電路原理圖，這個逆變電路由6個絕緣柵雙極晶體管T1～T6及續(xù)流二極管D1～D6組成。通過控制IGBT管T1～T6的通關斷將輸入的直流電源逆變成頻率可調(diào)的矩形波交流電輸出到三相電機。其續(xù)流二極管D1～D6的作用是當T1～T6由導通變?yōu)榻刂箷r，為儲存在電動機線圈中的電能提供釋放通道；當電動機制動時，為再生電流提供回流到直流電源的通道。

2 保護吸收電路結(jié)構(gòu)
由于電路中分布電感的存在，加之IGBT開關速度較高，當IGBT關斷時及與之并接的反向恢復二極管逆相恢復時，會產(chǎn)生很大的浪涌電壓Ldi／dt，從而威脅IGBT的安全。因此必須采取措施抑制浪涌電壓，保護IGBT不被損壞?？梢圆捎眉友b保護吸收電路的辦法來抑制浪涌電壓。其原理圖如圖3所示，該保護吸收電路有良好的抑制效果，具有保護吸收中發(fā)生損耗小的優(yōu)點。