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冉成科，郭鳳鳴
（湖南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系，長(zhǎng)沙410151）
摘要：針對(duì) 無(wú)刷直流電機(jī)的控制系統(tǒng)中逆變器產(chǎn)生過(guò)電壓的情況，文章在分析了其保護(hù)機(jī)理的基礎(chǔ)上，提出了一種無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的保護(hù)方案，實(shí)踐表明這些相關(guān)措施可有效保護(hù)逆變電路能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行，具有一定的工程應(yīng)用價(jià)值。 中圖分類號(hào)：TM36 +1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1001-6848(2010)03-0101-02
無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)中逆變器產(chǎn)生過(guò)電壓主要有兩個(gè)原因：關(guān)斷浪涌電壓和續(xù)流二極管恢復(fù)浪涌電壓。如圖l所示電路中，當(dāng)上橋臂的IC-BT1開(kāi)通時(shí)，流過(guò)感性負(fù)載的電流毛不斷增加。當(dāng)該IGBT關(guān)斷時(shí)，感性負(fù)載中的電流不可能發(fā)生突變，它必然通過(guò)下橋臂IGBT模塊的續(xù)流二極管VD2流通。如果電路是理想的，即不存在寄生的雜散電感，IGBT1關(guān)斷時(shí)其上的電壓VCE,只會(huì)上升到比母線電壓Ud高出一個(gè)二極管的壓降值，隨后VD2導(dǎo)通防止電壓進(jìn)一步增加。
但茌實(shí)際的功率電路中線路上存在有寄生的雜散電感，可在圖l所示電路中增加一個(gè)總值的漏電感以模擬線路雜散電感的影響。當(dāng)IGBT1關(guān)斷時(shí)，電感阻止負(fù)載電流向VD2切換，在該電感兩端產(chǎn)生阻止母線電流減少的電壓,它與母線電壓疊加并以浪涌電壓的形式加在IGBT1的兩端。在極端情況下，該浪涌電壓會(huì)超過(guò)IGBT1的額定值而導(dǎo)致它的損壞01。續(xù)流二極管恢復(fù)時(shí)會(huì)產(chǎn)生與關(guān)斷浪涌電壓相似的浪涌電壓。
為了減少這種因線路上的雜散電感而產(chǎn)生的瞬態(tài)浪涌高壓，在使用IGBT構(gòu)成APF主電路時(shí)，必須設(shè)計(jì)好主電路吸收保護(hù)電路。
下面通過(guò)建立PSpice仿真電路來(lái)模擬IGBrl2關(guān)斷時(shí)電壓的變化情況，如圖2所示，其中Ll為母線寄生電感，IGBT1始終關(guān)斷，IGB12的脈沖信號(hào)如圖3。
2無(wú)刷直流電機(jī)控制的保護(hù)措施
因此要有效的抑制該瞬時(shí)沖擊高壓，可采用以下三種措施[3-5]。
1)為降低逆變器回路的電感，如直流側(cè)電容采用聚丙乙烯電解電容、逆變器回路采用層狀母聯(lián)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5。
2)設(shè)計(jì)ICBT保護(hù)電路見(jiàn)圖6，抑制IGBT兩端瞬時(shí)高壓的產(chǎn)生。
3)IPM模塊對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)要求很嚴(yán)格，必須將信號(hào)轉(zhuǎn)換電路直接焊接在IPM模塊上，所以在信號(hào)出口一級(jí)增加了IPM模塊驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)，系統(tǒng)所采用的兩極光電隔離的結(jié)構(gòu)，光電隔離驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)見(jiàn)圖7。
3結(jié)語(yǔ)
本文介紹的三種保護(hù)措施可有效保護(hù)逆變電路能夠安全穗定的運(yùn)行，具有一定的工程應(yīng)用價(jià)值。
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