1 　引　言

　　早期的晶閘管靜止變頻電源雖然克服了變頻機組的許多缺點,但晶閘管的關斷依賴負載或附加的關斷電路,控制復雜,動態性能不理想,在技術性能上很難有新的突破。本文提出的變頻電源,從根本上克服了上述弊端,是一種性能優良的靜止變頻電源。

　　2 　主電路和系統控制結構

　　2. 1 　變頻電源的主電路結構

　　主電路結構如圖1 所示。J S 為軟啟動控制,避免上電時浪涌電流對整流模塊的沖擊。

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　　采用工業上比較流行的SPWM 控制策略。由于載波頻率的高頻化,SPWM 脈沖波的第一組諧波中心向高頻端遷移,距基波頻率甚遠,如

　　圖2 所示。這就使得輸出濾波網絡得以小型輕量化,動態品質也得以改善。

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　　輸出濾波網絡采用常K型兩元件低通濾波器[5 ] 。濾波元件L 、C 的參數按下式選取:

　　L = R/ (πf c) (1)

　　C = 1/ (πf c R) (2)

　　式中　f c ———通帶的高截止頻率

　　R ———濾波器的特性阻抗

　　2. 2 　系統的控制結構

　　系統控制結構如圖3 所示。電流環作為輸出電壓控制環的輔助環,能成功地限制逆變器的輸出電流,以防止逆變器過載,提高系統穩定性。

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　　圖中　Uge ———電壓給定

　　Upc ———偏磁校正

　　Igd ———電流給定

　　Uxl ———限流給定

　　3 　擎住效應及防護技術[1 ,2 ]

　　3. 1 　擎住效應

　　IGBT 由四層PNPN 組成,內部形成一個寄生晶閘管,有可能由于再生作用而發生擎住。IGBT的擎住效應有兩種模型:穩定導通時的靜

　　態擎住及關斷時產生的動態擎住。

　　3. 2 　靜態擎住效應

　　IGBT的等效電路如圖4a 所示。α1 、α2 分別是VT1 和VT2 的電流放大系數且為電壓電流的函數。如果α1 增大,通過P 基區的空穴電流Ih 也增大,當Up = Ih Rp > 0. 7V 時,NPN 管開通,VT1 、VT2 發生正反饋。已知當α1 + α2 = 1時,IGBT被擎住,柵極失去控制作用。IGBT 將發生破壞性損壞。