工作時(shí)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(diǎn)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(shí),其耗散功率Pc較大。設(shè)Uc=200V,Rc=10Ω,β=50,Ib=200mA(0.2A)計(jì)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(shí),Ic隨之而增大的狀態(tài)要受到歐姆定律的制約。當(dāng)βIb>Uc/Rc 時(shí),Ic=βIb的關(guān)系便不能再維持了,這時(shí),GTR開始進(jìn)入“飽和"狀態(tài)。而當(dāng)Ic的大小幾乎完全由歐姆定律決定,即 Ics≈Uc/Rc 時(shí),GTR便處于深度飽和狀態(tài)(Ics 為飽和電流)。這時(shí),GTR的飽和壓降Uces約 為1-5V。
GTR處于飽和狀態(tài)時(shí)的功耗是很小的。上例中,設(shè)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(yuǎn)。
⑶截止?fàn)顟B(tài) 即關(guān)斷狀態(tài)。這是基極電流Ib≤0的結(jié)果。
在截止?fàn)顟B(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(guān)器件的,工作過程中,總是在飽和狀態(tài)間進(jìn)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(dá)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(dāng)變頻器安裝在控制機(jī)柜中時(shí),要考慮變頻器發(fā)熱值的問題。
根據(jù)機(jī)柜內(nèi)產(chǎn)生熱量值的增加,要適當(dāng)?shù)卦黾訖C(jī)柜的尺寸。因此,要使控制機(jī)柜的尺寸盡量減小,就必須要使機(jī)柜中產(chǎn)生的熱量值盡可能地減少。
如果在變頻器安裝時(shí),把變頻器的散熱器部分放到控制機(jī)柜的外面,將會(huì)使變頻器有70%的發(fā)熱量釋放到控制機(jī)柜的外面。由于大容量變頻器有很大的發(fā)熱量,所以對(duì)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(shè)計(jì)中都是以垂直安裝為基礎(chǔ)的,橫著放散熱會(huì)變差的!
開關(guān)電源
開關(guān)電源電路提供變頻器的整機(jī)控制用電,是變頻器正常工作的先決條件。變頻器應(yīng)用的開關(guān)電源電路,為直一交一直型的逆變電路,是一種電壓和功率的變換器,將直流電壓和功率轉(zhuǎn)換為脈沖電壓,再整流成為另一種直流電壓。輸人、輸出電壓由開關(guān)變壓器相隔離,開關(guān)變壓器起到功率傳遞、電壓/電流變換的作用。開關(guān)變壓器為降壓變壓器。開關(guān)電源的特點(diǎn)如下:
1)開關(guān)電源的振蕩和調(diào)壓方式是利用改變脈沖寬度或周期來調(diào)整輸出電壓的,稱為時(shí)間比例控制,又分為PWM(調(diào)寬)和PFM(調(diào)頻)兩種控制方式。
2)從電路的能量轉(zhuǎn)換特性看,可分為正激和反激兩種工作方式。開關(guān)管飽和導(dǎo)通時(shí), 二次繞組連接的整流器受反偏壓而截止,開關(guān)變壓器的一次繞組流入電流而儲(chǔ)能〈電磁轉(zhuǎn)換)。開關(guān)管截止時(shí),二次繞組經(jīng)負(fù)載電路釋放電能(磁電轉(zhuǎn)換)。正激方式則與此相反, 實(shí)際應(yīng)用不多。
3)從開關(guān)變壓器的一次電路結(jié)構(gòu)來看,有分立元件構(gòu)成的和集成振蕩芯片構(gòu)成的兩種電路形式。因而從振蕩信號(hào)的來源看,又分為自激(分立零件)和他激式(IC電路)開關(guān)電源。兩種電路結(jié)構(gòu)都有應(yīng)用。 4)開關(guān)管有采用雙極型器件和采用場效應(yīng)晶體管的。
5)小功率變頻器采用單端正激式電路,大、中功率變頻器常采用雙端正激式電路。一般變頻器的開關(guān)電源,常提供以下幾種電壓輸出:CPU及附屬電路、控制電路、操作顯示面板的+5V供電;電流、電壓、溫度等故障檢測電路、控制電路的±15V供電;控制端子、工作繼電器線圈的24V供電。四路相互隔離的約為22V的驅(qū)動(dòng)電路的供電,該四路供電往往又經(jīng)穩(wěn)壓電路處理成+15V、 -7.5V的正、負(fù)電源供驅(qū)動(dòng)電路,為IGBT逆變輸出電路提供激勵(lì)電流。
任何電子設(shè)備,電源電路的故障率總是相當(dāng)高的一因其要提供整機(jī)的電源供應(yīng),負(fù)擔(dān)重。變頻器的開關(guān)電源電路,形式上比較單一,結(jié)構(gòu)上也比較簡單。但是簡單電路也可能會(huì)產(chǎn)生疑難故障。開關(guān)電源的檢修不像線性電源那么直觀,電路的任一個(gè)小環(huán)節(jié)一振蕩、穩(wěn)壓、保護(hù)、負(fù)載等出現(xiàn)異常,都會(huì)使電路出現(xiàn)各種各樣的故障現(xiàn)象。
上電后無反應(yīng),操作顯示面板無顯示,變頻器好像沒通電一樣。測量控制端子的控制電壓和10V頻率調(diào)整電壓都為0,測量變頻器主接線端子電阻正常,那么大致上可以斷定問題是出在開關(guān)電源電路了。
過熱保護(hù)主要有以下幾點(diǎn):
⑴風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)保護(hù) 變頻器的內(nèi)裝風(fēng)扇是箱體內(nèi)部散熱的主要手段,它將保證控制電路的正常工作。所以,如果風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)不正常,應(yīng)立即進(jìn)行保護(hù);
⑵逆變模塊散熱板的過熱保護(hù) 逆變模塊是變頻器內(nèi)發(fā)生熱量的主要部件,也是變頻器中重要而又脆弱的部件。所以,各變頻器都在散熱板上配置了過熱保護(hù)器件;
⑶制動(dòng)電阻過熱保護(hù) 制動(dòng)電阻的標(biāo)稱功率是按短時(shí)運(yùn)行選定的。所以,一旦通電時(shí)間過長,就會(huì)過熱。這時(shí),應(yīng)暫停使用,待冷卻后再用?;蜻x用較大一點(diǎn)功率電阻;
⑷冷卻風(fēng)道的入口和出口不得堵塞,環(huán)境溫度也可能高于變頻器的允許值。如果還有問題,你可以打電話給我們。