變頻器中IGBT的作用和工作原理

IGBT是變頻器的核心器件,作用是將直流變為交流供電機使用, 與其它電力電子器件相比,IGBT具有高可靠性、驅動簡單、保護容易、不用緩沖電路和開關頻率高等特點,鑒于此,開發高電壓、大電流、頻率🍸高的高壓IGBT并將其應用到變頻調速器中以獲得輸出電壓等級更高的裝置成為人們關注的🎉焦點。中壓變頻器的研發與電力電子器件如高壓IGBT、GTO、IGCT等器件研制水平和應用水平密切相關,隨著高電壓、大電流IGBT的面世,給中壓變頻器注入了新的活力。     隨著關斷能力和載流能力的提高,高壓IGBT以其自保護功能強,無需吸收電路而具有廣闊的應用前景。西門子公司從1988年開始研制和應用低壓IGBT,在高壓IGBT的開發上也處于地位,以目前用于MV系列的1200A/3300VIGBT為例,其柵極發射極電壓僅為15V,觸發功率低,關斷損耗小,di/dt、dv/dt都得到了有效控制,目前高壓IGBT的研制水平為(600~1200)A/6500V,其工作頻率為(18~20)kHz。      目前1500kVA以下電壓源型變頻器基本上采用二電平電路結構,將中間直流電路的正極電位或負極電位接到電機上去。為滿足變頻器容量和輸出電壓等級的需求,并降低諧波及dv/dt,出現了采用GTO或高壓IGBT的三電平變頻器,將中間直流電路正極電位、負極電位及中點電位送到電機上去。與二電平變頻器相比,其輸出波形諧波較小,降低了損耗,同時使功率器件耐壓降低一半。西門子公司采用高壓IGBT、三電平技術開發成功MV系列中壓變頻器,其逆變器電路在3300V、4160V等級僅需12或24個器件,無須緩沖電路,結構緊湊,提高了可靠性和整體效率。