门极可关断(GTO)晶闸管是目前能承受电压***高和流过电流***大的全控型(亦称自关断)器件。它能由门极控制导通和关断,具有电流密度大、管压降低、导通损耗小、dv/dt耐量高等突出优点,目前已达6kV/6kA的生产水平,***适合大功率应用。
二、IGBT (ABB变频器ACS510系列变频器产品)
绝缘栅双极晶体管(IGBT)是后起之秀,它是一种复合型全控器件,具有MOSFET(输入阻抗高、开关速度快)和GTR(耐压高、电流密度大)二者的优点。栅极为电压控制,驱动功率小;开关损耗小,工作频率高;没有二次击穿,不需缓冲电路;是目前中等功率电力电子装置中的主流器件。除低压IGBT(1700V/1200A)外,已开发出高压IGBT,可达3.3kV/1.2kA或4.5kV/0.9kA的水平。
二、IGCT
在GTO的基础上,近年开发出一种门极换流晶闸管(GCT),它采用了一些新技术,如:穿透型阳极,使电荷存储时间和拖尾电流减小,制约了二次击穿,可无缓冲器运行;加N缓冲层,使硅片厚度以及通态损耗和开关损耗减少;特殊的环状门极,使器件开通时间缩短且串、并联容易。
表1 GTO、IGCT、IGBT参数比较
器件 | GTO | IGCT | IGBT |
通态压降/V | 3.2 | 1.9 | 3.4 |
门极驱动功率/W | 80 | 15 | 1.5 |
存储时间/us | 20 | 1∽3.4 | 0.9 |
尾部电流时间/us | 150 | 0.7 | 0.15 |
工作频率/kHz | 0.5 | 1 | 20 |
三、滤波器参数的模糊限定条件 (ABB变频器ACS880系列重载变频器产品)
1、电感值的模糊限制条件
根据基波压降的要求及电容支路高次谐波电流限制的要求,可以确定出电感值的模糊限制条件。基波压降的限定条件是,在电机启动过程中基波压降大约在5%~10%。当电机处于稳态工作时,滤波器上的压降实际上小于启动过程压降。
根据基波压降不能超过5%的要求,电感取值的模糊集合采用梯形隶属函数,当基波压降小于3%时,满意度为1,当基波压降为3%~10%变化时,满意度由1下降为0,基波压降大于10%时的满意度均为零(具体的取值区间可以根据设计要求改变)。
2、电容值的模糊限定条件
限定流经电容支路的基波电流值在变频器电流容量的5%~10%之间。当基波电流在5%以下时,电容参数对模糊限制集的隶属度为1,当基波电流在变频器电流容量的5%~10%之间时,隶属度由1下降为0。
3、关于谐波总畸变率值的模糊限定条件
变频器输出滤波器的作用是消除电压反射,同时将输出电压谐波限制在适当的范围,由于电机的漏抗具有一定的滤波作用,所以变频器输出滤波器输出端的谐波总畸变率THD(Total Harmonic Distortion)值的要求较宽松。
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