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变频器常用智能功率模块IPM的主要特点及内部结构原理

2021-09-11 03:42分类:变频器 阅读:

  智能化功率模块将输出功率电源开关和光耦电路集成化在一起,并且还配有过压、过电流量、超温等常见故障检验电源电路,并将检验数据信号赠给CPU。它具备体型小、作用多、功能损耗小、方便使用等优势,被广泛运用于通用性变频调速器当中。
IPM是将电源总开关元器件、续流二极管、光耦电路、过电流量维护电源电路、超温维护电源电路和过流保护电源电路及其led驱动器不够维护电源电路、通信接口等集成化在同一封裝内,产生的高宽比集成化的智能化输出功率集成电路芯片。
IPM的主要特点
1.光耦电路
在IPM內部设定了性能卓越的光耦电路,具备发生常见故障后全自动软关闭IGBT的作用,与此同时,因为结构紧凑,光耦电路与IGBT中间间距非常短,抗干扰性强,输出阻抗又十分低,不用加反偏工作电压,简单化了光耦电路开关电源,仅需给予1组下电感的作用的公共性开关电源和3组下电感的作用的单独“浮地”开关电源。
2.欠工作电压维护
每一个光耦电路都具备欠工作电压(UV)维护作用。不管是什么原因,只需光耦电路电源电压Ucc小于欠工作电压阈值Uuv時间超出10ms,IPM便会关闭,与此同时輸出一个常见故障报警系统。
3.超温维护
IPM內部绝缘层基钢板上配有温度感应器,当溫度超出超温断掉阈值时,IPM內部的维护电源电路便会阻拦门极推动数据信号,不接纳操纵键入数据信号,直到超温状况消退,维护元器件不会受到毁坏,与此同时輸出超温常见故障数据信号。当溫度降低到超温校准阈值时,电源电路全自动恢复过来工作中。
4.过电流量、过流保护
IPM中的IGBT电流传感器是射极分离式,取样电阻器名流过的电流量不大,但与穿过电源开关元器件上的电流量成正比例关系,进而替代了大功率电阻、电压互感器、霍尔元件电流传感器等电流量检测部件。假如IPM中随意一IGBT的C极电流量超过过电流量姿势电流量10μs时,IPM将软关闭,而且輸出过电流量报警系统。
5.制动系统电源电路
IPM中配有IGBT构成的制动系统电源电路。当IPM接受到制动系统数据信号后,制动系统电源电路中的IGBT通断,接在制动系统端BN的启动电容消化吸收电磁能,制动系统电源电路工作中。
6.方便使用
IPM选用瓷器绝缘层构造,立即安裝在防静电胶皮上。直流电键入(P、N)、制动系统模块輸出(B)和变频调速器輸出接线端子立即用螺栓连接;键入、輸出操纵接线端子并排成一列,可以用通用性电源插座联接。因此 主接线端子排和操纵端接线端子排都能够立即拆装,不用电烙铁电焊焊接,十分便捷。
IPM內部的基本上构造和基本原理
1.IPM內部基本上构造基本原理


图一 IPM內部的基本上构造电路原理图
如图所示一所显示:图上UV为欠压模块、OC为过电流量维护模块、SC为过流保护模块、OT为超温维护模块,这种维护模块的輸出数据信号做为或门键入数据信号。4种维护模块中只需有一种维护模块产生常见故障,IPM便会輸出常见故障数据信号。图上Drive为推动变大模块,从图上能够看得出推动变大模块一方面将接受到的操纵数据信号开展变大輸出,推动IGBT操纵极;与此同时,能够接受任一常见故障维护电源电路的数据信号,一旦接受到常见故障维护电源电路的数据信号,便輸出软关闭推动数据信号去软关闭IGBT,使IGBT遭受维护。
2.IPM内部构造基本原理


图二 IPM内部构造电路原理图
由图二由此可见IGBT1~IGBT6构成逆变电源桥,VDF1~VDF六分别为6个IGBT的续流二极管。在其中IGBT1~IGBT3为上桥臂电源开关元器件,由3个独立“”浮地直流稳压电源给3组控制回路供电系统;IGBT4~IGBT6为下桥臂电源开关元器件,3组控制回路由一组直流稳压电源供电系统;IGBT7为制动系统电源电路电源开关元器件,VDW是它的续流二极管,內部具备门极推动操纵、常见故障检验和多种多样维护电源电路。內部常见故障维护电源电路若检验到过电流量、欠工作电压、超温和短路故障常见故障中的任一常见故障,IPM便会自主软关闭,与此同时送出常见故障报警系统。
IPM各接线端子标记和含意
UinU:上桥臂U相操纵数据信号键入端;
UccU:上桥臂U相led驱动器键入端,UccU为“ ”端,GND U为“-”端;
UinV:上桥臂V相操纵数据信号键入端;
UccV:上桥臂V相led驱动器键入端,UccV为“ ”端,GND V为“-”端;
UinW:上桥臂W相操纵数据信号键入端;
UccW:上桥臂W相led驱动器键入端,UccW为“ ”端,GND W为“-”端;
Ucc:下桥臂同用led驱动器(Ucc)键入端,Ucc为“ ”端,GND 为“-”端;
UinDB:制动系统操纵数据信号键入端;
UinX:下桥臂X相操纵数据信号键入端;
UinY:下桥臂Y相操纵数据信号键入端;
UinZ:下桥臂Z相操纵数据信号键入端;
ALM:维护电源电路姿势时的輸出端;
P、N:变频式设备整流器、平波后主开关电源(Ud)键入端,P为“ ”端,N为“-”端;
B:制动系统輸出接线端子,挡换能够释放出来再造电磁能的接线端子;
U、V、W:变频调速器三相輸出端。

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