1．直流电动机的控制系统

    在电源电路上，直流电动机可以采用较少的控制元件，一般用斩波器来控制。最常采用的有IGBT电子功率开关的斩波器，IGBT斩波器是在直流电源与直流电动机之间的一个周期性的通断开关装置。斩波器根据直流电动机输出转矩的需要，脉冲输出和变换直流电动机所需电压从0到最高电压，与直流电动机输出的功率相匹配，来驱动和控制直流电动机运转。IGBT斩波器已经商品化，可供用户选用。

    直流斩波控制方式由于体积小、重量轻、效率高、可控制性好，而且根据所选的加速度，能平稳加速到理想的速度，所以该控制方式在电力驱动领域得到了广泛应用。如图11所示为用于直流电动机速度控制的一象限直流斩波控制。四象限运行是指用二轴表示电动机转速，y轴表示电流，第一象限就是电动状态。四象限是指正向电动、正向发电、反向电动、反向发电。

    一象限直流斩波控制的工作原理是电流经蓄电池正极输出，经绝缘栅极双极型晶体管（IGBT）的集电极C和发射极E，再经电刷进入电动机M的转子，电动机的定子S可以是线圈也可能是永磁体。驾驶人踏下加速踏板时，实际上就是电路在控制IGBT管的门极G的PWM波占空比加大，汽车减速时，若定子S为永磁体，则电动机转为发电机发电，但发出的电流无法经IGBT将电流充入蓄电池。要想在第二象限工作，则可在IGBT的G和E间反加一个大功率二极管，这时电动机再生制动的能量就可以返回蓄电池了。

2.1GBT的使用与检测

 

（1）IGBT使用注意事项

    由于IGBT模块为MOSFET结构，IGBT的栅极通过一层氧化膜与发射极实现电隔离。由于此氧化膜很薄，其击穿电压一般仅能承受到20-30V，所以因静电而导致栅极击穿是IGBT失效的常见原因之一。因此，使用中要注意以下几点。

    ①在使用模块时，尽量不要用手触摸驱动端子部分，当必须触摸模块端子时，要先将人体或衣服上的静电用大电阻接地进行放电后再触摸；在用导电材料连接模块驱动端子时，在配线未接好之前请先不要接上模块，在良好接地的情况下操作。在应用中有时虽然保证了栅极驱动电压没有超过栅极最大额定电压，但栅极连线的寄生电感和栅极与集电极间的电容藕合，也会产生使氧化层损坏的振荡电压。为此，通常采用双绞线来传送驱动信号，以减少寄生电感。在栅极连线中串联小电阻也可以抑制振荡电压。

    ②在栅极发射极间开路时，若在集电极与发射极间加上电压，随着集电极电位的变化，由于集电极有漏电流流过，栅极电位升高，集电极则有电流流过。这时，如果集电极与发射极间存在高电压，则有可能使IGBT发热及至损坏。

    ③在使用IGBT的场合，当栅极回路不正常或栅极回路损坏时（栅极处于开路状态），若在主回路上加上电压，则IGBT就会损坏。为防止此类故障，应在栅极与发射极之间串接一个10 kΩ左右的电阻。

    ④在安装或更换IGBT模块时，应十分重视IGBT模块与散热片的接触面状态和拧紧程度。为了减少接触热阻，最好在散热器与IGBT模块间涂抹导热硅脂，安装时应受力均匀，避免用力过度而损坏。

    ⑤一般散热片底部安装有散热风扇，当散热风扇损坏，散热片散热不良时，将导致IGBT模块发热，从而发生故障。因此对散热风扇应定期进行检查，一般在散热片上靠近IGBT模块的地方安装有温度感应器，当温度过高时报警或停止IGBT模块工作。

上一页  [1] [2] [3] [4]  下一页