逆變器件的介紹:上次我們向大家介紹了普通晶閘管(SCR)和門極關斷晶閘管(GTO),重要是讓大家了解變頻器中逆變器件是如何工作的,它們起到什么作用!接下來我們講:大功率晶體管(GTR)-大功率晶體管,也叫雙極結型晶體管(BJT)。
1、 變頻器用的GTR一般都是(復合管)模塊,其內(nèi)部有三個極分別是集電極C、發(fā)射極E和基極B。根據(jù)變頻器的工作特點,在晶體管旁還并聯(lián)了一個反向連接的續(xù)流二極管。又根據(jù)逆變橋的特點,常做成雙管模塊,甚至可以做成6管模塊。
工作時狀態(tài) 和普通晶體管一樣,GTR也是一種放大器件,具有三種基本的工作狀態(tài):
⑴放大狀態(tài) 起基本工作特點是集電極電流Ic的大小隨基極電流Ib而變 Ic=βIb 式中β------GTR的電流放大倍數(shù)。
GTR處于放大狀態(tài)時,其耗散功率Pc較大。設Uc=200V,Rc=10Ω,β=50,Ib=200mA(0.2A)計算如下:Ic= βIb=50*0.2A=10A Uce=Uc-IcRc=(200-10*10)V=100V Pc=UceIc=100*10W=1000W=1KW ⑵飽和狀態(tài) Ib增大時,Ic隨之而增大的狀態(tài)要受到歐姆定律的制約。當βIb>Uc/Rc 時,Ic=βIb的關系便不能再維持了,這時,GTR開始進入“飽和"狀態(tài)。而當Ic的大小幾乎完全由歐姆定律決定,即 Ics≈Uc/Rc 時,GTR便處于深度飽和狀態(tài)(Ics 為飽和電流)。這時,GTR的飽和壓降Uces約 為1-5V。
GTR處于飽和狀態(tài)時的功耗是很小的。上例中,設Uces=2V,則 Ics=Uc/Rc=200/10A=20A Pc=UcesIcs=2*20W=40W
可見,與放大狀態(tài)相比,相差甚遠。
⑶截止狀態(tài) 即關斷狀態(tài)。這是基極電流Ib≤0的結果。
在截止狀態(tài),GTR只有很微弱的漏電流流過,因此,其功耗是微不足道的。
GTR在逆變電路中是用來作為開關器件的,工作過程中,總是在飽和狀態(tài)間進行交替。所以,逆變用的GTR的額定功耗通常是很小的。而如上述,如果GTR處于放大狀態(tài),其功耗將增大達百倍以上。所以,逆變電路中的GTR是不允許在放大狀態(tài)下小作停留的。
怎樣才能降低控制柜內(nèi)的發(fā)熱量呢?
當變頻器安裝在控制機柜中時,要考慮變頻器發(fā)熱值的問題。
根據(jù)機柜內(nèi)產(chǎn)生熱量值的增加,要適當?shù)卦黾訖C柜的尺寸。因此,要使控制機柜的尺寸盡量減小,就必須要使機柜中產(chǎn)生的熱量值盡可能地減少。
如果在變頻器安裝時,把變頻器的散熱器部分放到控制機柜的外面,將會使變頻器有70%的發(fā)熱量釋放到控制機柜的外面。由于大容量變頻器有很大的發(fā)熱量,所以對大容量變頻器更加有效。
還可以用隔離板把本體和散熱器隔開, 使散熱器的散熱不影響到變頻器本體。這樣效果也很好。注意:變頻器散熱設計中都是以垂直安裝為基礎的,橫著放散熱會變差的!
冷卻風扇
一般功率稍微大一點的變頻器, 都帶有冷卻風扇。同時,也建議在控制柜上出風口安裝冷卻風扇。進風口要加濾網(wǎng)以防止灰塵進入控制柜。 注意控制柜和變頻器上的風扇都是要的,不能誰替代誰。
其他關于散熱的問題
在海拔高于1000m的地方,因為空氣密度降低,因此應加大柜子的冷卻風量以改善冷卻效果。理論上變頻器也應考慮降容,1000m每-5%。但由于實際上因為設計上變頻器的負載能力和散熱能力一般比實際使用的要大, 所以也要看具體應用。 比方說在1500m的地方,但是周期性負載,如電梯,就不必要降容。
2。 開關頻率:變頻器的發(fā)熱主要來自于IGBT, IGBT的發(fā)熱有集中在開和關的瞬間。 因此開關頻率高時自然變頻器的發(fā)熱量就變大了。 有的廠家宣稱降低開關頻率可以擴容, 就是這個道理。