在現(xiàn)代電氣系統(tǒng)中，通常采用“交流電機(jī)+電動機(jī)+變頻器”的控制方式。在電機(jī)系統(tǒng)中，一般會采用齒輪傳動、皮帶傳動等傳統(tǒng)方式。由于傳統(tǒng)驅(qū)動方式在機(jī)械傳動過程中存在很多問題，因此人們需要一種新型驅(qū)動方式。其中，柵極驅(qū)動作為一種新型的驅(qū)動方式，因其具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、控制方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種電機(jī)控制系統(tǒng)中。

本文將為大家介紹柵極驅(qū)動的應(yīng)用原理與技術(shù)特點(diǎn)，幫助大家更好地理解柵極驅(qū)動系統(tǒng)。

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

柵極驅(qū)動的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中，磁路由兩個柵極磁路和一個柵極電阻組成，兩者通過絕緣連接。其中，柵極電阻由兩個柵極電阻和一個絕緣電阻組成。

在電機(jī)的定子上繞有三相繞組，其兩端通過絕緣電阻連接到轉(zhuǎn)子上。定子和轉(zhuǎn)子之間通過絕緣連接，形成一個整體。在定子繞組兩端施加電壓后，定子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，從而形成了電流。通常情況下，電機(jī)的定子電壓為三相對稱電壓，但在特殊情況下也可能出現(xiàn)非對稱的電壓。

工作原理

柵極驅(qū)動系統(tǒng)工作時，將電源供給的高壓直流電通過高頻開關(guān)電源（HEMT），轉(zhuǎn)換為高頻交流電，經(jīng)過初級整流器（AC1）整流后，形成電流源（I1），經(jīng)過次級整流器（AC2）整流后形成直流電，然后經(jīng)過一個特殊的電路-開關(guān)變壓器（SG）將直流電轉(zhuǎn)化為頻率可調(diào)的交流電。通過改變開關(guān)變壓器的占空比，就可以改變開關(guān)變壓器初級側(cè)輸出的電壓和電流，從而改變電機(jī)轉(zhuǎn)速。同時，開關(guān)變壓器輸出的電壓和電流會產(chǎn)生一個很小的電壓紋波。

控制方式

柵極驅(qū)動控制方式主要分為直接控制和間接控制兩種。

直接控制方式主要是通過開關(guān)器件的導(dǎo)通狀態(tài)來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動方向，如圖4所示。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)，但缺點(diǎn)是這種方式無法實(shí)現(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)。

間接控制方式主要是通過調(diào)整控制器中的反饋信號來實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的調(diào)速控制，如圖5所示。

技術(shù)特點(diǎn)

1.由于采用了隔離開關(guān)技術(shù)，所以在電機(jī)運(yùn)行過程中，電機(jī)本身不會受到來自外部的電磁干擾。

2.由于采用了隔離開關(guān)技術(shù)，所以電機(jī)的繞組間不會出現(xiàn)相互干擾的情況。

4.由于采用了隔離開關(guān)技術(shù)，所以電機(jī)的驅(qū)動電路不需要復(fù)雜的控制電路，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉。

應(yīng)用前景

柵極驅(qū)動系統(tǒng)由于結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、控制方便等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各種電機(jī)控制系統(tǒng)中。但由于其工作原理與傳統(tǒng)驅(qū)動方式相同，因此其性能也受到傳統(tǒng)驅(qū)動方式的限制。目前，柵極驅(qū)動技術(shù)還處于發(fā)展階段，有待于進(jìn)一步研究和完善。

審核編輯：湯梓紅