变频器中常用的电力电子器件

    电力电子器件在变频器的主电路中起核心作用，变频器的发展刺激并调动了对电力电子器件的研究与发展，而电力电子器件的发展则进一步推动了变频器发展和水平的提高。目前变频器市场新品不断涌现，在这里介绍一下运行中和市场上多数变频器中常用的电力电子器件。

    1．电力晶体管(GTR)

    电力晶体管(GTRGiant Transistor)又称大功率双极型晶体管(BJTBipolar JunctionI-ransistor)。其研制、开发大约开始于1974年，大规模应用在20世纪70年代后期。GTR属电流控制型电力电子器件，目前已应用有1400V/800A的器件。

    单个GTR的放大系数很小，一般只有10倍左右，通常采用至少两个晶体管，按达林顿接法组成单元结构。一个成品GTR要由许多这种单元结构并联而成。

图1 1所示为富士公司生产的EV1298型GTR的内部线路，它只相当于一单元模块，电路中VDI为续流二极管，VD2、VD3为加速二极管，R1、R2、R3均为电阻，电流增益可达10000左右。单元模块可分为一单元、二单元、四单元和六单元模块。通常四单元模块可构成单相桥式电路，而六单元结构可构成三相桥式电路。不同单元的简化结构如图1-2所示。

图1-1  EVl298型GTR的内部线路

图1-2模块化GTR的内部简化结构

(a) -单元模块；(b)二单元模块；(c)四单元模块；(d)六单元模块

    对GTR来说，最主要特性是耐压高、电流大、开关特性好，同其他电流控制型半导体开关器件一样，具有导通压降小、导通损耗低的优点。由于内部是达林顿结构且为双极型，必然开关时间较长，一般工作频率为2kHzo GTR缺点是：电流波形较差；电动机的转矩略小；电动机内的电磁噪声较大；在开关期间可能发生局部过热的二次击穿，是GTR最令人头痛的具有极大破坏力的多发性故障。GTR在早期的中小容量变频器中使用，20世纪90年代后逐步被IGBT取代，现在它只是在较低档的、中小容量的变频器中应用。

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