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冉成科，郭鳳鳴
（湖南機電職業(yè)技術學院電氣工程系，長沙410151）
摘要：針對 無刷直流電機的控制系統(tǒng)中逆變器產生過電壓的情況，文章在分析了其保護機理的基礎上，提出了一種無刷直流電機控制系統(tǒng)的保護方案，實踐表明這些相關措施可有效保護逆變電路能夠安全穩(wěn)定的運行，具有一定的工程應用價值。 中圖分類號：TM36 +1 文獻標志碼：A 文章編號：1001-6848(2010)03-0101-02
無刷直流電機控制系統(tǒng)中逆變器產生過電壓主要有兩個原因：關斷浪涌電壓和續(xù)流二極管恢復浪涌電壓。如圖l所示電路中，當上橋臂的IC-BT1開通時，流過感性負載的電流毛不斷增加。當該IGBT關斷時，感性負載中的電流不可能發(fā)生突變，它必然通過下橋臂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關斷時其上的電壓VCE,只會上升到比母線電壓Ud高出一個二極管的壓降值，隨后VD2導通防止電壓進一步增加。
但茌實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總值的漏電感以模擬線路雜散電感的影響。當IGBT1關斷時，電感阻止負載電流向VD2切換，在該電感兩端產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，該浪涌電壓會超過IGBT1的額定值而導致它的損壞01。續(xù)流二極管恢復時會產生與關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生的瞬態(tài)浪涌高壓，在使用IGBT構成APF主電路時，必須設計好主電路吸收保護電路。
下面通過建立PSpice仿真電路來模擬IGBrl2關斷時電壓的變化情況，如圖2所示，其中Ll為母線寄生電感，IGBT1始終關斷，IGB12的脈沖信號如圖3。
2無刷直流電機控制的保護措施
因此要有效的抑制該瞬時沖擊高壓，可采用以下三種措施[3-5]。
1)為降低逆變器回路的電感，如直流側電容采用聚丙乙烯電解電容、逆變器回路采用層狀母聯結構見圖5。
2)設計ICBT保護電路見圖6，抑制IGBT兩端瞬時高壓的產生。
3)IPM模塊對驅動信號要求很嚴格，必須將信號轉換電路直接焊接在IPM模塊上，所以在信號出口一級增加了IPM模塊驅動電路設計，系統(tǒng)所采用的兩極光電隔離的結構，光電隔離驅動電路設計見圖7。
3結語
本文介紹的三種保護措施可有效保護逆變電路能夠安全穗定的運行，具有一定的工程應用價值。
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