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行 业：机械 电工电气 工控系统及装备
发布时间：2020-03-28
GTO晶闸管的基本电路和工作特点是:
①在门极G上加正电压或正脉冲(开关S和至位置1)GTO晶闸管即导通。其后，即使撤消控制(开关回到位置0)，GTO晶闸管仍保持导通。可见，GTO晶闸管的导通过程和SCR的导通过程完全相同。
②如在G、K间加入反向电压或较强的反向脉冲(开关和至位置2)，可使GTO晶闸管关断。 用GTO晶闸管作为逆变器件取得了较为满意的结果，但其关断控制较易失败，故仍较复杂，工作频率也不够高。而几乎是与此同时，大功率管(GTR)迅速发展了起来，使GTO晶闸管相形见绌。因此，在大量的中小容量变频器中，GTO晶闸管已基本不用。但其工作电流大，故在大容量变频器中，仍居主要地位。
逆变器件的介绍:上次我们向大家介绍了普通晶闸管(SCR)和门极关断晶闸管(GTO)，重要是让大家了解变频器中逆变器件是如何工作的，它们起到什么作用!接下来我们讲:大功率晶体管(GTR)-大功率晶体管，也叫双极结型晶体管(T)。
1、 变频器用的GTR一般都是(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=200(0.2A) 计算如下:Ic= βIb=50*0.2A=10A Uce=Uc-IcRc=(200-10*10)V=100V Pc=UceIc=100*10W=1000W=1KW ⑵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 I≈Uc/Rc 时，GTR便处于深度饱和状态(I 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，设Uces=2V，则 I=Uc/Rc=200/10A=20A Pc=UcesI=2*20W=40W
可见，与放大状态相比，相差甚远。
上海仰光电子科技有限公司专业维修各类工业、军工、、化工、纺织、船舶、印刷；机器人、机械手等领域设备（伺服电机、伺服驱动器、变频器、触摸屏、开关电源、plc等）电路板的芯片级维修公司。和多家500强生产企业建立了合作关系，主要服务于太阳能光伏、PVD镀膜、半导体薄膜、离子注入、刻蚀、平板显示、光盘、光电子LED等制造工艺以及、科研院校、技术研究所等设备的半导体电源、RF射频电源、RF匹配器、微波电源、高压电源、直流电源等
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2 In GTR是用电流进行驱动的，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MOET以及IGBT
1、 功率场效应晶体管(POWER MOET) 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间的控制是电压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，MOET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。
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绝缘栅双极晶体管(IGBT) IGBT是MOET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，控制为电压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，集电极饱和电流已超过0A，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。
在变频器工作时，流过变频器的电流是很大的, 变频器产生的热量也是非常大的，不能忽视其发热所产生的影响
通常，变频器安装在控制柜中。我们要了解一台变频器的发热量大概是多少. 可以用以下公式估算: 发热量的近似值= 变频器容量(KW)×55 [W]
在这里, 如果变频器容量是以恒转矩负载为准的 (过流能力% * 60s)
如果变频器带有直流电抗器或交流电抗器, 并且也在柜子里面, 这时发热量会更大一些。 电抗器安装在变频器侧面或测上方比较好。
这时可以用估算: 变频器容量(KW)×60 [W]
因为各变频器厂家的硬件都差不多, 所以上式可以针对各品牌的产品.
注意: 如果有制动电阻的话，因为制动电阻的散热量很大， 因此安装位置和变频器隔离开， 如装在柜子上面或旁边等。
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