[工學(xué)]第4章2無刷直流電機(jī)傳感器及驅(qū)動ppt課件

1、第四章 無刷直流電動機(jī)及其控制系統(tǒng)n引言引言n有刷直流電動機(jī)的電磁關(guān)系有刷直流電動機(jī)的電磁關(guān)系n無刷直流電動機(jī)系統(tǒng)構(gòu)造及原理無刷直流電動機(jī)系統(tǒng)構(gòu)造及原理n無刷直流電動機(jī)的位置傳感器無刷直流電動機(jī)的位置傳感器n無刷直流電動機(jī)系統(tǒng)的功率驅(qū)動電路無刷直流電動機(jī)系統(tǒng)的功率驅(qū)動電路n無刷直流電動機(jī)控制系統(tǒng)及運(yùn)用無刷直流電動機(jī)控制系統(tǒng)及運(yùn)用內(nèi)容提要內(nèi)容提要4.3 無刷直流電動機(jī)位置傳感器無刷直流電動機(jī)位置傳感器1、位置傳感器的作用、位置傳感器的作用 經(jīng)過檢測磁極與定子各相繞組的軸線位置，控制電經(jīng)過檢測磁極與定子各相繞組的軸線位置，控制電機(jī)定子繞組的通電方向。機(jī)定子繞組的通電方向。 方波運(yùn)轉(zhuǎn)用位置傳感器：特

2、征點(diǎn)位置信號方波運(yùn)轉(zhuǎn)用位置傳感器：特征點(diǎn)位置信號 正弦波運(yùn)轉(zhuǎn)用位置傳感器：延續(xù)位置信號正弦波運(yùn)轉(zhuǎn)用位置傳感器：延續(xù)位置信號2、位置傳感器的主要分類、位置傳感器的主要分類 磁敏式磁敏式 光電式光電式 磁電式磁電式一、方波運(yùn)轉(zhuǎn)用位置傳感器一、方波運(yùn)轉(zhuǎn)用位置傳感器 開關(guān)型位置傳感器開關(guān)型位置傳感器 檢測信號為方波檢測信號為方波二、正弦波運(yùn)轉(zhuǎn)用位置傳感器二、正弦波運(yùn)轉(zhuǎn)用位置傳感器 跟蹤型位置傳感器跟蹤型位置傳感器 可以檢測磁極的實(shí)時(shí)位置可以檢測磁極的實(shí)時(shí)位置4.3 無刷直流電動機(jī)位置傳感器無刷直流電動機(jī)位置傳感器4.3 無刷直流電動機(jī)位置傳感器無刷直流電動機(jī)位置傳感器4.3.1 方波運(yùn)轉(zhuǎn)用位置傳感器方

3、波運(yùn)轉(zhuǎn)用位置傳感器檢測信號為方波，只在檢測信號為方波，只在轉(zhuǎn)子位置的某些特征點(diǎn)轉(zhuǎn)子位置的某些特征點(diǎn)產(chǎn)生躍變，經(jīng)過簡單的產(chǎn)生躍變，經(jīng)過簡單的邏輯變換就可以很方便邏輯變換就可以很方便地產(chǎn)生繞組電流導(dǎo)通邏地產(chǎn)生繞組電流導(dǎo)通邏輯信號功率開關(guān)控制輯信號功率開關(guān)控制信號信號單相通電方式位置信號單相通電方式位置信號4.3 無刷直流電動機(jī)的位置傳感器無刷直流電動機(jī)的位置傳感器4.3.1 方波運(yùn)轉(zhuǎn)用位置傳感器方波運(yùn)轉(zhuǎn)用位置傳感器1. 開關(guān)式霍爾傳感器開關(guān)式霍爾傳感器2. 紅外光斷續(xù)傳感器紅外光斷續(xù)傳感器1概述：概述： 霍爾元件是一種基于霍爾效應(yīng)的磁霍爾元件是一種基于霍爾效應(yīng)的磁傳感器，得到廣泛的運(yùn)用?？梢詸z測磁

4、傳感器，得到廣泛的運(yùn)用?？梢詸z測磁場及其變化，可在各種與磁場有關(guān)的場場及其變化，可在各種與磁場有關(guān)的場所中運(yùn)用?；魻柶骷曰魻栃?yīng)為其任所中運(yùn)用?；魻柶骷曰魻栃?yīng)為其任務(wù)根底。務(wù)根底。2特點(diǎn)：特點(diǎn)： 霍爾器件具有許多優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造結(jié)霍爾器件具有許多優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造結(jié)實(shí)，體積小，分量輕，壽命長，安裝方實(shí)，體積小，分量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高，耐震動，不怕灰便，功耗小，頻率高，耐震動，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。 1、開關(guān)式霍爾傳感器、開關(guān)式霍爾傳感器3霍爾元件 金屬或半導(dǎo)體薄片置于磁場中，當(dāng)有電流金屬或半導(dǎo)體薄片置于磁場中，當(dāng)有電流流過時(shí)，在

5、垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生流過時(shí)，在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動勢，這種物理景象稱為霍爾效應(yīng)。電動勢，這種物理景象稱為霍爾效應(yīng)?；魻栐慕M成：由霍爾片、四根引線和殼體組成，霍爾元件的組成：由霍爾片、四根引線和殼體組成，如以下圖示。如以下圖示。3霍爾元件 3霍爾元件 幾種典型構(gòu)造幾種典型構(gòu)造 4丈量原理丈量原理 罰擔(dān)罰 5產(chǎn)生位置信號的原理產(chǎn)生位置信號的原理開關(guān)式霍爾傳感器開關(guān)式霍爾傳感器4.3 無刷直流電動機(jī)的位置傳感器無刷直流電動機(jī)的位置傳感器2.2.紅外光斷續(xù)傳感器紅外光斷續(xù)傳感器4.3.1 方波運(yùn)轉(zhuǎn)方波運(yùn)轉(zhuǎn)1光電二極管光電二極管n任務(wù)原理與電池類似，利用光子引起的電子躍遷將光

6、信號任務(wù)原理與電池類似，利用光子引起的電子躍遷將光信號轉(zhuǎn)變成電信號，光生電流與光強(qiáng)成正比。轉(zhuǎn)變成電信號，光生電流與光強(qiáng)成正比。n光敏二極管的構(gòu)造與普通二極管類似。光敏二極管的構(gòu)造與普通二極管類似。 它裝在透明玻璃外它裝在透明玻璃外殼中殼中, 其其PN結(jié)裝在管的頂部結(jié)裝在管的頂部, 可以直接遭到光的照射?？梢灾苯釉獾焦獾恼丈?。將光敏二極管的將光敏二極管的PN PN 結(jié)結(jié)設(shè)置在透明管殼頂部設(shè)置在透明管殼頂部的正下方的正下方任務(wù)原理任務(wù)原理n光照射在光照射在PN結(jié)上；結(jié)上；n無光照時(shí)無光照時(shí), 反向電阻很大反向電阻很大, 反向電流很小暗電流。反向電流很小暗電流。n光照射光照射PN結(jié)時(shí)結(jié)時(shí), 光子打在

7、光子打在PN結(jié)附近結(jié)附近, 使使PN結(jié)附近產(chǎn)生光生結(jié)附近產(chǎn)生光生電子和空穴對。它們在電子和空穴對。它們在PN結(jié)處的內(nèi)電場作用下作定向運(yùn)動結(jié)處的內(nèi)電場作用下作定向運(yùn)動, 構(gòu)成光電流。光的照度越大構(gòu)成光電流。光的照度越大, 光電流越大。光電流越大。n光敏二極管在不受光照射時(shí)光敏二極管在不受光照射時(shí), 處于截止形狀處于截止形狀, 受光照射時(shí)受光照射時(shí), 處處于導(dǎo)通形狀。于導(dǎo)通形狀。光光2光電三極管光電三極管n光電三極管比具有一樣有效面積的光電二極管的光電三極管比具有一樣有效面積的光電二極管的光電流大幾十至幾百倍，但呼應(yīng)速度較二極管差。光電流大幾十至幾百倍，但呼應(yīng)速度較二極管差。n任務(wù)原理任務(wù)原理n1

8、光電轉(zhuǎn)換光電轉(zhuǎn)換n2電流放大電流放大任務(wù)原理任務(wù)原理n光敏晶體管與普通晶體管很類似光敏晶體管與普通晶體管很類似, , 具有兩個(gè)具有兩個(gè)PNPN結(jié)結(jié), , 只是它的只是它的基區(qū)一邊做得很大基區(qū)一邊做得很大, , 以擴(kuò)展光的照射面積。以擴(kuò)展光的照射面積。n當(dāng)光照射在集電結(jié)上時(shí)當(dāng)光照射在集電結(jié)上時(shí), ,就會在結(jié)附近產(chǎn)生電子就會在結(jié)附近產(chǎn)生電子- -空穴對空穴對, , 從從而構(gòu)成光電流而構(gòu)成光電流, ,相當(dāng)于三極管的基極電流。由于基極電流的添相當(dāng)于三極管的基極電流。由于基極電流的添加加, , 因此集電極電流是光生電流的因此集電極電流是光生電流的倍倍, , 所以光敏晶體管有所以光敏晶體管有放大作用。放大

9、作用。n光敏三極管有兩個(gè)光敏三極管有兩個(gè)PN結(jié)。與普通三極管類似，有電流增結(jié)。與普通三極管類似，有電流增益，靈敏度比光敏二極管高。多數(shù)光敏三極管的基極沒有益，靈敏度比光敏二極管高。多數(shù)光敏三極管的基極沒有引出線，只需正負(fù)引出線，只需正負(fù)c、e兩個(gè)引腳，所以其外型與光敏兩個(gè)引腳，所以其外型與光敏二極管類似，從外觀上很難區(qū)別。二極管類似，從外觀上很難區(qū)別。 2光電三極管光電三極管4.3.2 正弦波運(yùn)轉(zhuǎn)用位置傳感器正弦波運(yùn)轉(zhuǎn)用位置傳感器一、旋轉(zhuǎn)變壓器一、旋轉(zhuǎn)變壓器tVVms sin tKVKVVmsB sinsinsin 旋轉(zhuǎn)變壓器的任務(wù)波形旋轉(zhuǎn)變壓器的任務(wù)波形一、旋轉(zhuǎn)變壓器一、旋轉(zhuǎn)變壓器3. 旋轉(zhuǎn)

10、變壓器的種類旋轉(zhuǎn)變壓器的種類tpuutpuummsincossinsin21兩相旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出電壓兩相旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出電壓三相旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出電壓三相旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出電壓tpuutpuutpuummmsin)120sin(sin)120sin(sinsin03021一、旋轉(zhuǎn)變壓器一、旋轉(zhuǎn)變壓器一、旋轉(zhuǎn)變壓器一、旋轉(zhuǎn)變壓器4. 旋轉(zhuǎn)變壓器的公用數(shù)字芯片旋轉(zhuǎn)變壓器的公用數(shù)字芯片作用作用 將旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的模擬量信號轉(zhuǎn)化為將旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的模擬量信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號數(shù)字信號型號：型號：AD2S80A一、旋轉(zhuǎn)變壓器一、旋轉(zhuǎn)變壓器AD2S80A內(nèi)部構(gòu)造圖內(nèi)部構(gòu)造圖AD2S80A銜接圖銜接圖 脈沖編碼器是

11、一種旋轉(zhuǎn)式角位移檢測安裝，脈沖編碼器是一種旋轉(zhuǎn)式角位移檢測安裝，能將機(jī)械轉(zhuǎn)角變換成電脈沖。能將機(jī)械轉(zhuǎn)角變換成電脈沖。 易于與數(shù)字電路接口易于與數(shù)字電路接口 本錢低廉本錢低廉 體積小，安裝方便體積小，安裝方便1. 編碼器脈沖編碼器分類編碼器脈沖編碼器分類脈沖編碼器的分類脈沖編碼器的分類增量式脈沖編碼器增量式脈沖編碼器絕對式脈沖編碼盤絕對式脈沖編碼盤光電式光電式接觸式接觸式電磁感應(yīng)式電磁感應(yīng)式光電式光電式接觸式接觸式電磁感應(yīng)式電磁感應(yīng)式1. 編碼器脈沖編碼器分類編碼器脈沖編碼器分類光電編碼器光電編碼器原理：一種角度角速度檢測安裝，它將原理：一種角度角速度檢測安裝，它將輸入給軸的角度量，利用光電轉(zhuǎn)換

12、原理轉(zhuǎn)換輸入給軸的角度量，利用光電轉(zhuǎn)換原理轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖或數(shù)字量，成相應(yīng)的電脈沖或數(shù)字量，優(yōu)點(diǎn)：體積小，精度高，任務(wù)可靠優(yōu)點(diǎn)：體積小，精度高，任務(wù)可靠,接口數(shù)接口數(shù)字化等字化等運(yùn)用：廣泛運(yùn)用于數(shù)控機(jī)床、回轉(zhuǎn)臺、伺服運(yùn)用：廣泛運(yùn)用于數(shù)控機(jī)床、回轉(zhuǎn)臺、伺服傳動、機(jī)器人、雷達(dá)、軍事目的測定等需求傳動、機(jī)器人、雷達(dá)、軍事目的測定等需求檢測角度的安裝和設(shè)備中檢測角度的安裝和設(shè)備中 光電式脈沖編碼器光電式脈沖編碼器 數(shù)字顯示 信號處理電路 光電盤 圓盤 光電元件 聚光鏡 光源 2. 編碼器的構(gòu)造編碼器的構(gòu)造2. 編碼器的構(gòu)造編碼器的構(gòu)造 接觸式接觸式板板路路電電刷刷印印光光源源園園光光柵柵指指示示光光

13、柵柵光光電電元元件件低低坐坐護(hù)護(hù)罩罩旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸軸A AA A向向構(gòu)構(gòu)造造圖圖 指示光柵有兩組線紋指示光柵有兩組線紋A和和B，每組線紋，每組線紋的節(jié)距和圓光柵的節(jié)距一樣，但的節(jié)距和圓光柵的節(jié)距一樣，但A、B兩組兩組線紋彼此錯(cuò)開線紋彼此錯(cuò)開1/4個(gè)節(jié)距，每組線紋與旋轉(zhuǎn)個(gè)節(jié)距，每組線紋與旋轉(zhuǎn)圓光柵配合產(chǎn)生兩路脈沖圓光柵配合產(chǎn)生兩路脈沖A和和B用于記數(shù)和用于記數(shù)和辯向。辯向。光線透過兩個(gè)光柵的光線透過兩個(gè)光柵的A,B兩組線紋，便在光兩組線紋，便在光電元件上構(gòu)成明電元件上構(gòu)成明暗暗明變化一個(gè)周期的光信明變化一個(gè)周期的光信號，并被轉(zhuǎn)化為兩組近號，并被轉(zhuǎn)化為兩組近乎于正弦波的電壓信號，乎于正弦波的電壓信號，

14、延續(xù)旋轉(zhuǎn)便得到延續(xù)旋轉(zhuǎn)便得到A和和B兩路正弦電壓信號。經(jīng)兩路正弦電壓信號。經(jīng)過放大、整形后得到所過放大、整形后得到所示的方波信號示的方波信號A和和Bo oU UA AB B9 90 0A A相相B B相相9 90 0o o5 5v v0 0v v5 5v v0 0v v脈沖編碼的輸出信號脈沖編碼的輸出信號5v0vZo oU UA AB B9 90 0A A相相B B相相9 90 0o o5 5v v0 0v v5 5v v0 0v v脈沖編碼的輸出信號脈沖編碼的輸出信號鑒相：如光柵盤正轉(zhuǎn)時(shí)鑒相：如光柵盤正轉(zhuǎn)時(shí)A相超前相超前90o，反轉(zhuǎn)時(shí)，反轉(zhuǎn)時(shí)B相超前相超前90o?；鶞?zhǔn)：另外還產(chǎn)生一脈基準(zhǔn)：另

15、外還產(chǎn)生一脈沖沖Z，Z為基準(zhǔn)脈沖，為基準(zhǔn)脈沖，或稱零點(diǎn)脈沖，它是圓或稱零點(diǎn)脈沖，它是圓光柵盤，可以作為坐標(biāo)光柵盤，可以作為坐標(biāo)原點(diǎn)的信號。原點(diǎn)的信號。5v0vZu特點(diǎn)特點(diǎn) 電源切除后位置信息不會喪失，只需通電就能顯電源切除后位置信息不會喪失，只需通電就能顯示出所在的絕對位置信號，因此在事故停機(jī)檢修后，示出所在的絕對位置信號，因此在事故停機(jī)檢修后，可以根據(jù)加工程序章上標(biāo)明的停機(jī)時(shí)的絕對位置，或可以根據(jù)加工程序章上標(biāo)明的停機(jī)時(shí)的絕對位置，或停機(jī)時(shí)記錄下來的絕對位置，用絕對位移指令直接找停機(jī)時(shí)記錄下來的絕對位置，用絕對位移指令直接找回原機(jī)位置進(jìn)展繼續(xù)加工?；卦瓩C(jī)位置進(jìn)展繼續(xù)加工。絕對式編碼器實(shí)物照片

16、絕對式編碼器實(shí)物照片0123 456789101112131415(2)0(2)1(2)2(2)3(a)0123456789101112131415(2)0(2)1(2)2(2)3輸輸出出二二進(jìn)進(jìn)制制編編碼碼盤盤葛葛萊萊編編碼碼盤盤(b)絕絕對對式式脈脈沖沖編編碼碼盤盤 碼盤上有許多同心圓環(huán)，稱為碼道，整個(gè)圓碼盤上有許多同心圓環(huán)，稱為碼道，整個(gè)圓盤又分為假設(shè)干個(gè)等分的扇形區(qū)段，每一一樣的盤又分為假設(shè)干個(gè)等分的扇形區(qū)段，每一一樣的扇形區(qū)段的碼道組成一個(gè)數(shù)碼，著色的碼道為扇形區(qū)段的碼道組成一個(gè)數(shù)碼，著色的碼道為“1，未著色的碼道為，未著色的碼道為“0，內(nèi)環(huán)碼道為數(shù)碼的高，內(nèi)環(huán)碼道為數(shù)碼的高位。位。

17、 在圓盤的同一半徑方向的每個(gè)碼道處，如圖的在圓盤的同一半徑方向的每個(gè)碼道處，如圖的圓點(diǎn)所示，安裝一個(gè)光電元件，光源裝在圓盤的另圓點(diǎn)所示，安裝一個(gè)光電元件，光源裝在圓盤的另一側(cè)，碼盤轉(zhuǎn)動，每一扇形區(qū)段的光信號經(jīng)過光電一側(cè)，碼盤轉(zhuǎn)動，每一扇形區(qū)段的光信號經(jīng)過光電元件轉(zhuǎn)換成數(shù)碼脈沖信號。元件轉(zhuǎn)換成數(shù)碼脈沖信號。1 二進(jìn)制數(shù)碼二進(jìn)制數(shù)碼圖中二進(jìn)制的數(shù)碼圖中二進(jìn)制的數(shù)碼1100的位置就是從的位置就是從0位算起的第位算起的第12個(gè)角個(gè)角度絕對坐標(biāo)位置，度絕對坐標(biāo)位置，換算成角度是換算成角度是360/16x12=270的位置編碼盤分的位置編碼盤分為為16個(gè)區(qū)段。個(gè)區(qū)段。0123 45678910111213

18、1415(2)0(2)1(2)2(2)3二進(jìn)制編碼盤二進(jìn)制編碼盤絕對式脈沖編碼器絕對式脈沖編碼器到達(dá)6位絕對式脈沖編碼器絕對式脈沖編碼器 葛萊碼的特點(diǎn)是恣意相鄰的兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)之葛萊碼的特點(diǎn)是恣意相鄰的兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)之間只需一位是不同的，最末一個(gè)數(shù)與第一個(gè)數(shù)也間只需一位是不同的，最末一個(gè)數(shù)與第一個(gè)數(shù)也是如此，這樣，就構(gòu)成了循環(huán)，使整個(gè)循環(huán)里的是如此，這樣，就構(gòu)成了循環(huán)，使整個(gè)循環(huán)里的相鄰數(shù)之間都遵照這一規(guī)律。要生成葛萊碼，可相鄰數(shù)之間都遵照這一規(guī)律。要生成葛萊碼，可參考以下圖所示的方法。其中的行和列分別為三參考以下圖所示的方法。其中的行和列分別為三位和二位葛萊碼，結(jié)合可生成五位葛萊碼。位和二位葛萊

19、碼，結(jié)合可生成五位葛萊碼。 2 葛萊碼葛萊碼2 葛萊碼葛萊碼 純二進(jìn)制碼有一個(gè)缺陷：相鄰兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)能夠有多位二純二進(jìn)制碼有一個(gè)缺陷：相鄰兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)能夠有多位二進(jìn)制碼不同，當(dāng)數(shù)碼切換時(shí)有多個(gè)數(shù)位要進(jìn)展切換，增大了誤進(jìn)制碼不同，當(dāng)數(shù)碼切換時(shí)有多個(gè)數(shù)位要進(jìn)展切換，增大了誤讀的機(jī)率。讀的機(jī)率。 葛萊碼相鄰兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)碼只需一個(gè)數(shù)位不同，因此兩數(shù)切葛萊碼相鄰兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)碼只需一個(gè)數(shù)位不同，因此兩數(shù)切換時(shí)只在一位進(jìn)展，提高了讀數(shù)的可靠性。換時(shí)只在一位進(jìn)展，提高了讀數(shù)的可靠性。0123 4567891011121314150123456789101112131415二進(jìn)制編碼盤二進(jìn)制編碼盤葛萊編碼盤葛萊

20、編碼盤多多位位二二進(jìn)進(jìn)碼碼不不同同 3 兩種編碼的可靠性的比較兩種編碼的可靠性的比較:3混合式光電編碼器混合式光電編碼器高位為絕對式編碼，低位為脈沖式編碼高位為絕對式編碼，低位為脈沖式編碼在處理初始零位的同時(shí)，降低本錢在處理初始零位的同時(shí)，降低本錢4.4 無刷直流電動機(jī)的功率驅(qū)動電路無刷直流電動機(jī)的功率驅(qū)動電路 作用：控制功率回路的通斷，在定子繞組作用：控制功率回路的通斷，在定子繞組中產(chǎn)生所需的電流。中產(chǎn)生所需的電流。典型的功率電路拓?fù)涞湫偷墓β孰娐吠負(fù)淙匦碗娏﹄娮悠骷喗槿匦碗娏﹄娮悠骷喗殡娏﹄娮悠骷尿?qū)動技術(shù)電力電子器件的驅(qū)動技術(shù)4.4.1 典型的功率驅(qū)動電路拓?fù)涞湫偷墓β黍?qū)動電路拓

21、撲1. 不可逆電路拓?fù)洳豢赡骐娐吠負(fù)?三相構(gòu)造三相構(gòu)造 四相構(gòu)造四相構(gòu)造 4.4.1 典型的功率驅(qū)動電路拓?fù)涞湫偷墓β黍?qū)動電路拓?fù)?. 可逆電路拓?fù)淇赡骐娐吠負(fù)?兩相全橋構(gòu)造兩相全橋構(gòu)造 三相半橋構(gòu)造三相半橋構(gòu)造 4.4.2 全控型電力電子器件簡介全控型電力電子器件簡介常用的典型全控型器件常用的典型全控型器件電力MOSFETIGBT單管及模塊4.4.3 電力電子器件的驅(qū)動技術(shù)電力電子器件的驅(qū)動技術(shù)1 運(yùn)用電力電子器件系統(tǒng)組成運(yùn)用電力電子器件系統(tǒng)組成2 電力電子器件驅(qū)動電路概述電力電子器件驅(qū)動電路概述3 典型全控型器件的驅(qū)動電路典型全控型器件的驅(qū)動電路電力電子系統(tǒng)：由控制電路、驅(qū)動電路、維護(hù)電路

22、電力電子系統(tǒng)：由控制電路、驅(qū)動電路、維護(hù)電路 和以電力電子器件為中心的主電路組成。和以電力電子器件為中心的主電路組成。電力電子器件在實(shí)踐運(yùn)用中的系統(tǒng)組成控制電路檢測電路驅(qū)動電路RL主電路V1V2維護(hù)電路在主電路和控制電路中附加一些電路，以保證電力電子器件和整個(gè)系統(tǒng)正?？煽窟\(yùn)轉(zhuǎn)1. 運(yùn)用電力電子器件系統(tǒng)組成運(yùn)用電力電子器件系統(tǒng)組成電氣隔離控制電路1 電力電子器件驅(qū)動電路概述電力電子器件驅(qū)動電路概述使電力電子器件任務(wù)在較理想的開關(guān)形狀，縮短開、關(guān)使電力電子器件任務(wù)在較理想的開關(guān)形狀，縮短開、關(guān)時(shí)間，減小開關(guān)損耗。時(shí)間，減小開關(guān)損耗。對安裝的運(yùn)轉(zhuǎn)效率、可靠性和平安性都有重要的意義。對安裝的運(yùn)轉(zhuǎn)效率、

23、可靠性和平安性都有重要的意義。維護(hù)措施也往往設(shè)在驅(qū)動電路中，或經(jīng)過驅(qū)動電路實(shí)現(xiàn)。維護(hù)措施也往往設(shè)在驅(qū)動電路中，或經(jīng)過驅(qū)動電路實(shí)現(xiàn)。驅(qū)動電路的根本義務(wù)：驅(qū)動電路的根本義務(wù)：按控制目的的要求施加開通或關(guān)斷的信號。按控制目的的要求施加開通或關(guān)斷的信號。對半控型器件只需提供開通控制信號。對半控型器件只需提供開通控制信號。對全控型器件那么既要提供開通控制信號，又要提供關(guān)對全控型器件那么既要提供開通控制信號，又要提供關(guān)斷控制信號。斷控制信號。驅(qū)動電路驅(qū)動電路主電路與控制電路之間的接口主電路與控制電路之間的接口1 電力電子器件驅(qū)動電路概述電力電子器件驅(qū)動電路概述n 驅(qū)動電路還要提供控制電路與主電路之間的電氣

24、隔離環(huán)節(jié)，驅(qū)動電路還要提供控制電路與主電路之間的電氣隔離環(huán)節(jié)，普通采用光隔離或磁隔離。普通采用光隔離或磁隔離。n 光隔離普通采用光耦合器光隔離普通采用光耦合器n 磁隔離的元件通常是脈沖變壓器磁隔離的元件通常是脈沖變壓器ERERERa)b)c)UinUoutR1ICIDR1R1光耦合器的類型及接法a) 普通型 b) 高速型 c) 高傳輸比型1 電力電子器件驅(qū)動電路概述電力電子器件驅(qū)動電路概述v按照驅(qū)動信號的性質(zhì)分，可分為電流驅(qū)動型和電壓驅(qū)按照驅(qū)動信號的性質(zhì)分，可分為電流驅(qū)動型和電壓驅(qū)動型。動型。v驅(qū)動電路詳細(xì)方式可為分立元件的，但目前的趨勢是驅(qū)動電路詳細(xì)方式可為分立元件的，但目前的趨勢是采用公用

25、集成驅(qū)動電路。采用公用集成驅(qū)動電路。v雙列直插式集成電路及將光耦隔離電路也集成在內(nèi)的雙列直插式集成電路及將光耦隔離電路也集成在內(nèi)的混合集成電路。混合集成電路。v為到達(dá)參數(shù)最正確配合，首選所用器件消費(fèi)廠家專門為到達(dá)參數(shù)最正確配合，首選所用器件消費(fèi)廠家專門開發(fā)的集成驅(qū)動電路。開發(fā)的集成驅(qū)動電路。 分類分類2 典型全控型器件的驅(qū)動電路典型全控型器件的驅(qū)動電路GTOGTO的開通控制與普通晶的開通控制與普通晶閘管類似。閘管類似。GTO關(guān)斷控制需施加負(fù)門關(guān)斷控制需施加負(fù)門極電流。極電流。GTO門極電壓電流波形OttOuGiG1) 電流驅(qū)動型器件的驅(qū)動電路電流驅(qū)動型器件的驅(qū)動電路正的門極電流5V的負(fù)偏壓 G

26、TO驅(qū)動電路通常包括開通驅(qū)動電路、關(guān)斷驅(qū)動電路和門極反偏電路三部分，可分為脈沖變壓器耦合式和直接耦合式兩種類型。2 典型全控型器件的驅(qū)動電路典型全控型器件的驅(qū)動電路直接耦合式驅(qū)動電路可防止電路內(nèi)部的相互關(guān)擾和寄直接耦合式驅(qū)動電路可防止電路內(nèi)部的相互關(guān)擾和寄生振蕩，可得到較陡的脈沖前沿。生振蕩，可得到較陡的脈沖前沿。目前運(yùn)用較廣，但其功耗大，效率較低。目前運(yùn)用較廣，但其功耗大，效率較低。典型的直接耦合式GTO驅(qū)動電路2 典型全控型器件的驅(qū)動電路典型全控型器件的驅(qū)動電路n開通驅(qū)動電流應(yīng)使開通驅(qū)動電流應(yīng)使GTR處于準(zhǔn)飽處于準(zhǔn)飽和導(dǎo)通形狀，使之不進(jìn)入放大區(qū)和導(dǎo)通形狀，使之不進(jìn)入放大區(qū)和深飽和區(qū)。和深飽和區(qū)。n關(guān)斷關(guān)斷GTR時(shí)，施加一定的負(fù)基極時(shí)，施加一定的負(fù)基極電流有利于減小關(guān)斷時(shí)間和關(guān)斷電流有利于減小關(guān)斷時(shí)間和關(guān)斷損耗。損耗。n關(guān)斷后同樣應(yīng)在基射極之間施加關(guān)斷后同樣應(yīng)在基射極之間施加一定幅值一定幅值6V左右的負(fù)偏壓。左右的負(fù)偏壓。tOib 理想的GTR基極驅(qū)動電流波形GTR2典型全控型器件的驅(qū)動電路典型全控型器件的驅(qū)動電路GTR的一種驅(qū)動電路，包括電氣隔離和晶體管放大電路的一種驅(qū)動電路，包括電氣隔離和晶體管放大電路兩部分。兩部分。VD1AVVS0V+10V+15VV1VD2VD3VD4V3V