一种无刷直流电机控制系统的保护方案
冉成科，郭凤鸣
（湖南机电职业技术学院电气工程系，长沙410151）
摘要：针对无刷直流电机的控制系统中逆变器产生过电压的情况，文章在分析了其保护机理的基础上，提出了一种无刷直流电机控制系统的保护方案，实践表明这些相关措施可有效保护逆变电路能够安全稳定的运行，具有一定的工程应用价值。
关键词：无刷直流电机；逆变器；保护
中图分类号：tm36 +1 文献标志码：a 文章编号：1001-6848(2010)03-0101-02
1元刷直流电机控制的保护机理
无刷直流电机控制系统中逆变器产生过电压主要有两个原因：关断浪涌电压和续流二极管恢复浪涌电压。如图l所示电路中，当上桥臂的ic-bt1开通时，流过感性负载的电流毛不断增加。当该igbt关断时，感性负载中的电流不可能发生突变，它必然通过下桥臂igbt模块的续流二极管vd2流通。如果电路是理想的，即不存在寄生的杂散电感，igbt1关断时其上的电压vce,只会上升到比母线电压ud高出一个二极管的压降值，随后vd2导通防止电压进一步增加。
但茌实际的功率电路中线路上存在有寄生的杂散电感，可在图l所示电路中增加一个总值的漏电感以模拟线路杂散电感的影响。当igbt1关断时，电感阻止负载电流向vd2切换，在该电感两端产生阻止母线电流减少的电压,它与母线电压叠加并以浪涌电压的形式加在igbt1的两端。在极端情况下，该浪涌电压会超过igbt1的额定值而导致它的损坏01。续流二极管恢复时会产生与关断浪涌电压相似的浪涌电压。
为了减少这种因线路上的杂散电感而产生的瞬态浪涌高压，在使用igbt构成apf主电路时，必须设计好主电路吸收保护电路。
下面通过建立pspice仿真电路来模拟igbrl2关断时电压的变化情况，如图2所示，其中ll为母线寄生电感，igbt1始终关断，igb12的脉冲信号如图3。
2无刷直流电机控制的保护措施
因此要有效的抑制该瞬时冲击高压，可采用以下三种措施[3-5]。
1)为降低逆变器回路的电感，如直流侧电容采用聚丙乙烯电解电容、逆变器回路采用层状母联结构见图5。
2)设计icbt保护电路见图6，抑制igbt两端瞬时高压的产生。
3)ipm模块对驱动信号要求很严格，必须将信号转换电路直接焊接在ipm模块上，所以在信号出口一级增加了ipm模块驱动电路设计，系统所采用的两极光电隔离的结构，光电隔离驱动电路设计见图7。
3结语
本文介绍的三种保护措施可有效保护逆变电路能够安全穗定的运行，具有一定的工程应用价值。
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