电源第2讲高压变频器性能

icd 值大于某一整定值时，保护将灵敏动作。

由于变频器中间的直流环节采用电容器，使得变频器在工作的时候其内部含有有源设备，这样，即使变频器正常工作时输入输出两端电流在某一时刻不满足平衡，这与差动保护机理相违背，所以变频器一般不采用差动保护。

34 IGBT 的原意及如何检测IGBT?

答：IGBT 全称是Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管，是由BIT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动型电力电子器件，本质上是 一个场效应晶体管，只是在漏极和漏区之间多了一个P型层。

功率模块的好坏判断主要是对功率模块内的续流二极管的判断。对于IGBT模块还需判断在有触发电压的情况下能否正常导通和关断。

将数字万用表拨到二极管测试档，测试IGBT模块cl原el、c2原e2 之间以及栅极G 与el、e2 之间正反向二极管特性来判断IGBT模块是否完好。

35 IGBT 的驱动电路有什么特点?

答：驱动电路的作用是将微处理器输出的脉冲进行功率放大，以驱动IGBT，保证IGBT的可靠工作。驱动电路起着至关重要的作用，IGBT 驱动电路有以下基本特点：

(1)提供适当的正向和反向输出电压，使IGBT可靠的开通和关断。

(2)提供足够大的瞬态功率或瞬时电流，使IGBT能迅速建立栅控电场而导通。

(3)具有尽可能小的输入输出延迟时间，以提高工作效率。

(4)具有足够高的输入输出电气隔离性能，使信号电路与栅极驱动电路绝缘。

(5)具有灵敏的过流保护能力。

36 以IGBT为逆变管的变频器的特点?

答：以IGBT为逆变管的变频器的逆变电路与GTR 等其他逆变电路基本相同，但IGBT 逆变电路具有以下特点：

(1)载波频率高。大多数变频器的载波频率可在(3耀15 kHz)的范围内任意可调。载波频率越高，电流的谐波成分越小。

(2)功耗减小。由于IGBT的驱动电路取用电流极小，几乎不消耗功率。而GTR基极回路取用电流常常是安培级的，消耗功率不可小视。

37 电解电容器的寿命有多长?

答：电解电容的使用寿命与环境温度有关，日本安川公司电容器的寿命与环境温度的关系如图15 所示。从图中知，如果周围温度在30益以下，电解电容的使用寿命可长达10 年以上;而当周围温度为50益时，使用寿命只有2.5 年。

38 频率精度和频率分辨率有什么区别?

答： 频率精度是指变频器输出频率的准确程度，即变频器的实际输出频率与给定频率之间的误差。通常用最高频率(由用户设定)的百分数来表示。例如，频率精度为 0.01%，用户设定的最高频率是50 Hz。则输出频率的误差吟f 为吟f越50伊0.01%越0.005 Hz，假设给定频率为40 Hz，则实际输出频率在39.995耀40.005 Hz 之间。

而频率分辨率则是指频率变化的步长，如0.01 Hz，它与频率控制器的精度有关。如频率控制器的寄存器的字长为10 位，最高频率为50 Hz，则频率分辨率为0.05 Hz，如频率控制器的寄存器的字长为14 位，最高频率为50 Hz，则频率分辨率为0.003 Hz。

39 和滤波电容器并联的电阻的作用?

答：目前，电解电容器耐压只能做到450 V。

而三相380 V的电源电压经全波整流后，直流电压的峰值为537 V，平均值也有513 V。因此，滤波电容器只能由2 个(或2 组)电解电容串联而成。

为 了增大电容量，改善滤波效果，变频器内总是先将若干个电解电容器并联成一组，然后再将2 组或3 组电容器串联起来，如图16所示。由于每个电容器的电容量不可能绝对相同，尤其是电解电容器，其电容量的离散性比较大，若干个并联以后，几组电容器的电容 量之间的差异是比较明显的。那么串联以后，2个电容器组上的电压分配将是不均衡的，这将导致两组电容器使用寿命的不一致，解决电压不均衡的方法，便是在两 个电容器组的两端分别并联电阻值相等的均压电阻RC1 和RC2，原理如下：

40 失速防止功能是什么意思?

答：如果给定的加速时间过短，变频器的输出频率变化远远超过转速(电角频率)的变化，变频器将因过电流而跳闸，运转停止，这就叫作失速。

为了防止失速使电机继续运转，就要检出电流的大小进行频率控制。当加速电流过大时适当放慢加速速率或停止加速。减速时也是如此。两者结合起来就是失速防止功能。

41 什么是再生制动?如何能得到更大的制动力?

答： 变频器驱动的电动机在运转过程中，当需要减速运行时，则需要降低指令频率，气隙磁场旋转速度将降低，而电动机转子由于惯性，速度变化不大，异步电动机将由 电动状态变为发电状态，气隙磁场具有制动作用，转子动能将反馈给变频器，这就叫作再生(电气)制动。从电机再生出来的能量积在变频器的滤波电容器中，提高 电容器的容量和耐压水平可以取得更大的制动力