在現(xiàn)代電氣系統(tǒng)中,通常采用“交流電機(jī)+電動機(jī)+變頻器”的控制方式。在電機(jī)系統(tǒng)中,一般會采用齒輪傳動、皮帶傳動等傳統(tǒng)方式。由于傳統(tǒng)驅(qū)動方式在機(jī)械傳動過程中存在很多問題,因此人們需要一種新型驅(qū)動方式。其中,柵極驅(qū)動作為一種新型的驅(qū)動方式,因其具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、控制方便等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于各種電機(jī)控制系統(tǒng)中。
本文將為大家介紹柵極驅(qū)動的應(yīng)用原理與技術(shù)特點,幫助大家更好地理解柵極驅(qū)動系統(tǒng)。
結(jié)構(gòu)特點
柵極驅(qū)動的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中,磁路由兩個柵極磁路和一個柵極電阻組成,兩者通過絕緣連接。其中,柵極電阻由兩個柵極電阻和一個絕緣電阻組成。
在電機(jī)的定子上繞有三相繞組,其兩端通過絕緣電阻連接到轉(zhuǎn)子上。定子和轉(zhuǎn)子之間通過絕緣連接,形成一個整體。在定子繞組兩端施加電壓后,定子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,從而形成了電流。通常情況下,電機(jī)的定子電壓為三相對稱電壓,但在特殊情況下也可能出現(xiàn)非對稱的電壓。
柵極驅(qū)動系統(tǒng)工作時,將電源供給的高壓直流電通過高頻開關(guān)電源(HEMT),轉(zhuǎn)換為高頻交流電,經(jīng)過初級整流器(AC1)整流后,形成電流源(I1),經(jīng)過次級整流器(AC2)整流后形成直流電,然后經(jīng)過一個特殊的電路-開關(guān)變壓器(SG)將直流電轉(zhuǎn)化為頻率可調(diào)的交流電。通過改變開關(guān)變壓器的占空比,就可以改變開關(guān)變壓器初級側(cè)輸出的電壓和電流,從而改變電機(jī)轉(zhuǎn)速。同時,開關(guān)變壓器輸出的電壓和電流會產(chǎn)生一個很小的電壓紋波。
控制方式
柵極驅(qū)動控制方式主要分為直接控制和間接控制兩種。
直接控制方式主要是通過開關(guān)器件的導(dǎo)通狀態(tài)來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動方向,如圖4所示。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單,易于實現(xiàn),但缺點是這種方式無法實現(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)。
間接控制方式主要是通過調(diào)整控制器中的反饋信號來實現(xiàn)對電機(jī)的調(diào)速控制,如圖5所示。
技術(shù)特點
1.由于采用了隔離開關(guān)技術(shù),所以在電機(jī)運行過程中,電機(jī)本身不會受到來自外部的電磁干擾。
2.由于采用了隔離開關(guān)技術(shù),所以電機(jī)的繞組間不會出現(xiàn)相互干擾的情況。
4.由于采用了隔離開關(guān)技術(shù),所以電機(jī)的驅(qū)動電路不需要復(fù)雜的控制電路,結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉。
應(yīng)用前景
柵極驅(qū)動系統(tǒng)由于結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、控制方便等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于各種電機(jī)控制系統(tǒng)中。但由于其工作原理與傳統(tǒng)驅(qū)動方式相同,因此其性能也受到傳統(tǒng)驅(qū)動方式的限制。目前,柵極驅(qū)動技術(shù)還處于發(fā)展階段,有待于進(jìn)一步研究和完善。
審核編輯:湯梓紅
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