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在MIG焊接时,焊接峰值电流和基准电流可以500Hz的频率切换,故有良好的动态特性。NBM-630逆变式多功能弧焊电源的主电路如图10所示。如图中所示,主电路为IGBT全桥式逆变电路。NBM-630逆变式多功能弧焊电源的控制电路方框图如图11所示。主控制板为单片机77E58。NBM-630逆变式多功能弧焊电源的主要技术指标见表4。IGBT模块选型时需要考虑的IGBT参数有耐压(母线电压)、通态电流Ic、开关频率、热阻、拓扑结构等,而这些参数的计算需要结合IGBT模块运用场合来计算。比如变压器中的逆变器对IGBT模块的要求有个理想的静态特性,即IGBT模块须具有在阻断状态时,能承受高电压;在导通状态时。
能大电流通过和低的导通压降,损耗小,发热量小;在开关状态转换时,具有短的开、关时间,即开关频率高,而且能承受高的du/dt;全控功能,寿命长、结构紧凑、体积小等特点,当然还要求成本低。我们以设计一台中压变频器为例来学如何选择IGBT模块和计算相关的参数,假设变频器的直流工作电压为3600V,电机功率因数为0.8,载波频率为3kHz,输出频率为50Hz,采用下列公式分别用不同功率开关器件构成变频器的一个开关组件的指标进行估算。以400A的峰值电流Icp计算,θ——输出电压与电流之间的相位角(功率因数=θcos将D取0.5,首先以1700V、3300V、6500V的IGBT进行比较。为使中压变频器达到3600V的工作电压。
需用4只1700V的管子串联,或者需2只3300V的管子串联,6500V的管子不串联。(1)用4只1700V模块串联,型号为FZ400R17E3,FZ400R17E3计算公式用2只3300VIGBT模块串联,型号为FF400R33KF2,FF400R33KF2相关参数计算公式用1只6500V的IGBT,型号为FZ400R65KF1,现在将上述计算结果进行对比,在完成完全相同的任务时,以1700V的IGBT器件为基准,从上述计算中,可以看出在不考虑安装空间和其它成本的情况下用1700V的IGBT模块串联,在相同的损耗下,低压IGBT可以获得更高的开关频率,从而获得更好的输出电压波形。反之,其他器件开关损耗大了。

散热成了大问题,解决办法只有降低开关频率,这必然带来波形变差,性能下降。VIGBT,批量生产技术成熟,质量可靠,货源充分,国内自行开发难度较低,不受制于人,特别是用于上时。价格对比更是巨大。IGBT模块在变频器中被当作功率开关来使用,小功率变频器用的是集成模块,一个就可以了,但是一般也就只是做到15KW,18.5KW到90KW一般用三个IGBT,110KW用6个IGBT,因为变频器用IGBT*一般做到400A左右,90KW的要360A,所以3个可以满足,110KW要440A,保险的话要两组250A的模块,达到500A,像200KW变频器,需要的IGBT达到800A,也就是两组400A,放大的话。
可以是3组300A,或者4组250A,也就是12个IGBT,这样放大,可以承受很大的瞬间电流。变频器*核心的就是IGBT,成本*的也是IGBT,体现一个的也是在IGBT的运用能力上。变频器中IGBT模块相对于单管串并联使用的优势:单管:成本低,装配工艺复杂,故障率高。模块:成本高,装配工艺简单,故障率低。将数字万用表拨到二极管测试档,测试IGBT模块c1ec2e2之间以及栅极G与ee2之间正反向二极管特性,来判断IGBT模块是否完好。以六相模块为例。将负载侧U、V、W相的导线拆除,使用二极管测试档,红表笔接P(集电极c1),黑表笔依次测U、V、W,万用表显示数值为*;将表笔反过来。
黑表笔接P,红表笔测U、V、W,万用表显示数值为400左右。再将红表笔接N(发射极e2),黑表笔测U、V、W,万用表显示数值为400左右;黑表笔接P,红表笔测U、V、W,万用表显示数值为*。各相之间的正反向特性应相同,若出现差别说明IGBT模块性能变差,应予更换。IGBT模块损坏时,只有击穿短路情况出现。红、黑两表笔分别测栅极G与发射极E之间的正反向特性,万用表两次所测的数值都为*,这时可判定IGBT模块门极正常。如果有数值显示,则门极性能变差,此模块应更换。当正反向测试结果为零时,说明所检测的一相门极已被击穿短路。门极损坏时电路板保护门极的稳压管也将击穿损坏。电流因素:过流,在轻、中度过流状态。

