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IGBT模块的选择1．IGBT模块的功率损耗IGBT关断截止时，I(t)≈o，损耗的功率可忽略。
为了便于分析，将损耗分为导通损耗和开关损耗。
另外，开关损耗也可分为两类：具有理想二极管时IGBT 的开关损耗和考虑二极管反向恢复时间时IGBT的开关损耗。
IGBT导通时，如果电流为方波脉冲，那么导通能量就等于电流、电压降和导通时间三者之积。
IGBT在任意电流和温度时的最高电压降，根据数据表提供的数据，可按以下两步得到：首先，从IGBT集电极发射极饱和电压与壳温的关系曲线上找出能满足所需电流的集电极发射极饱和电压。
然后，为了得到最大压降，在给定结温下从该曲线上得出的电压降必须乘以电气特性表中给出的最大值与典型值之比。
如果栅极驱动电压不是15V，最大压降值还需要些修正，修正系数可参考器件公司的IGBT设计手册。
如果电流不是方波脉冲，导通损耗只能用积分计算。
这样必须建立电流波形和电压降的数学表达式，这些函数关系可参考器件公司的IGBT设计手册。
在负载为电感的电路中，开关导通引起续流二极管反向恢复，同时开关器件中产生很大的电流尖峰，从而使IGBT和续流二极管的开关损耗增加。
考虑到二极管反向恢复引起的开关损耗，IGBT总的开关损耗可由下式给出：Po = Pss + Psw式中：Esw(on)为每一个脉冲对应的IGBT开通能量（在tj= 125℃、峰值电流Icp 条件下）；Esw(off)为每个脉冲对应的IGBT关断能量（在tj=125℃、峰值电流Icp条件下）；Psw为变频电源每臂的PWM开关功率；Icp为正弦输出电流的峰值；Uce(sat)为IGBT的饱和电压降(在Tj= 125℃、峰值电流Icp条件下)；Fsw 为开关频率；D为PWM信号占空比；θ为输出电压与电流之间的相位角（功率因数为cosθ）。
2．IGBT模块参数的选择IGBT已广泛应用于20KHz的硬开关变换器及频率更高的软开关变换器中。
通常情况下，选择IGBT模块的参数时应考虑以下几个方面的因素。
《电力电子技术》试卷题号一二三四合计分数阅卷人得分一、选择（每题1.5分，共60分）1、晶闸管内部有（）个PN结。
A、1B、2C、3D、42、晶闸管在电路中的门极正向偏压（）越好。
A、越大B、越小C、不变D、越稳定3、晶闸管的通态电流（额定电流）是用电流的（）来表示的。
A、有效值B、最大值C、平均值D、瞬时值4、双向晶闸管是用于交流电路中的，其外部有（）个电极。
A、一个B、两个C、三个D、四个5、下列电力半导体器件电路符号中，表示IGBT器件电路符号的是（）6、比较而言，下列半导体器件中开关速度最快的是（）A、IGBTB、MOSFETC、GTRD、GTO7、比较而言，下列半导体器件中开关速度最慢的是（）A、IGBTB、MOSFETC、GTRD、GTO8、比较而言，下列半导体器件中性能最好的是（）A、IGBT B、MOSFET C、GTR D、GTO9、比较而言，下列半导体器件中输入阻抗最大的的是（）A、IGBTB、MOSFETC、GTRD、GTO10、下列半导体器件中属于电流型控制器件的是（）A、IPMB、MOSFETC、IGBTD、GTO11、逆变电路输出频率较高时，电路中的开关元件应采用（）A、晶闸管B、单结晶体管C、电力晶体管D、绝缘栅双极型晶体管12、电力场效应管MOSFET适于在（）条件下工作A、直流B、低频C、中频D、高频13、要使绝缘栅双极型晶体管导通，应（）A、在栅极加正电压B、在集电极加正电压C、在栅极加负电压D、在集电极加负电压14、电力晶体管的开关频率（）电力场效应管A、稍高于B、低于C、远高于D、等于15、如晶闸管的正向阻断重复峰值电压为745V，反向重复峰值电压为825V，则该晶闸管的额定电压为（）A、700VB、750VC、800VD、850V16、下列电力电子器件中，（）的驱动功率小，驱动电路简单A、普通晶闸管B、可关断晶闸管C、电力晶体管D、功率场效应晶体管17、二极管两端加上正向电压时（）A、一定导通B、超过死区电压才导通C、超过0.3V才导通D、超过0.7V才导通18、下列电力半导体器件电路符号中，表示GTO器件电路符号的是（）19、下列电力半导体器件电路符号中，表示GTR器件电路符号的是（）20、下列电力半导体器件电路符号中，表示MOSFET器件电路符号的是（）21、单结晶体管振荡电路是利用单结晶体管的（）工作特性设计的A、截止区B、负阻区C、饱和区D、任意区域22、在晶闸管直流电动机调速系统中，改变（）就能改变直流电动机的转速。
1、变频器的外形根据功率的大小有盒式和柜式。
2、通用变频器的发展方向是低成本的简易型和高性能的多功能。
3、变频器的问世，使电气传动领域发生了一场技术革命，即交流调速取代直流调速。
4、变频器的控制端子中设置 3 个开关 x1 、x2 、x3，用其开关状态的组合来选择频率，一共可选择8 个频率档。
5、变频器按控制方式分类：压频比控制变频器( V/f ) 、转差频率控制变频器(SF) 、矢量控制(VC) 、直接转矩控制。
6、变频器产生谐波时，由于功率较大，因此可视为一个强大的干扰源，其干扰途径与一般电磁干扰途径相似，分别为传导、辐射和二次辐射、电磁耦合、边传导边辐射等。
变频器的保护措施，过流保护、电动机过载保护、过压保护、欠压保护、瞬间停电什么是U/f控制？变频器在变频时为什么还要变压。
在进行电动机调速，通常要考虑的一个重要因素是希望保持电动机每极磁通量为额定值，保持不变。
如果磁通太弱就等于没有充分利用电动机的铁心，是一种浪费；如果过分增大磁通，又会使铁心饱和，过大的励磁电流会使绕组过热，从而损坏电动机。
U/f 控制是使变频器的输出在改变频率的同时也改变电压，通常是使 U/f 为常数，这样可使电动机的磁通保持一定，在较宽的调速范围内，电动机的转矩、效率、功率因数不下降。
1.交流变频调速特性(1)调速时平滑性好，效率高。
低速时，特性静关率较高，相对稳定性好。
(2)调速范围较大，精度高。
(3)起动电流低，对系统及电网无冲击，节电效果明显。
(4)变频器体积小，便于安装、调试、维修简便。
(5)易于实现过程自动化。
(6)在恒转矩调速时，低速段电动机的过载能力大为降低。
1．变频器种类很多，其中按滤波方式可分为电压型和电流型；按用途可分为通用型和专用型。
2．变频器的组成可分为主电路和控制电路。
4．变频器安装要求其正上方和正下方要避免可能阻挡进风、出风的大部件，四周距控制柜顶部、底部、隔板或其他部件的距离不应小于 120mm。
一、IPM模块的结构形式直流无刷电机驱动：SD20M60、SD18M10二、IPM模块的优点智能功率模块 IPM（Intelligent Powr Module）不仅把功率开关器件和驱动电路集成在一起，而且还内藏有过电压，过电流和过热等故障检测电路，并可将检测信号送到 CPU或 DSP 作中断处理。
它由高速低工耗的管芯和优化的门级驱动电路以及快速保护电路构成。
即使发生负载事故或使用不当，也可以IPM自身不受损坏。
IPM一般使用 IGBT作为功率开关元件，并内藏电流传感器及驱动电路的集成结构。
IPM模块是集外围电路内置于一块功率模块的器件，IPM以其高可靠性，使用方便赢得越来越大的市场，尤其适合于驱动电机的变频器和各种逆变电源，广泛应用于交流电机变频调速和直流电机斩波调速，冶金机械，电力牵引，伺服驱动，变频家电以及各种高性能电源（如UPS、感应加热、电焊机、有源补偿、DC-DC等）、工业电气自动化等领域，有着广阔的市场，一种非常理想的电力电子器件。
1）开关速度快。
IPM 内的 IGBT芯片都选用高速型，而且驱动电路紧靠 IGBT芯片，驱动延时小，所以 IPM 开关速度快，损耗小。
2）低功耗。
IPM 内部的 IGBT 导通压降低，开关速度快，故 IPM 功耗小。
3）快速的过流保护。
IPM 实时检测 IGBT 电流，当发生严重过载或直接短路时，IGBT将被软关断，同时送出一个故障信号。
4）过热保护。
在靠近 IGBT 的绝缘基板上安装了一个温度传感器，当基板过热时，IPM内部控制电路将截止栅级驱动，不响应输入控制信号。
5）桥臂对管互锁。
在串联的桥臂上，上下桥臂的驱动信号互锁。
有效防止上下臂同时导通。
6）抗干扰能力强。
优化的门级驱动与 IGBT 集成，布局合理，无外部驱动线。
7）驱动电源欠压保护。
当低于驱动控制电源（一般为 15V）就会造成驱动能力不够，增加导通损坏。
IPM自动检测驱动电源，当低于一定值超过 10?s时，将截止驱动信号。
《变频器原理及应用》1．变频器是将固定频率的交流电变换为频率连续可调的交流电的装置。
2．变频器的主电路不论是交-直-交变频还是交-交变频形式，都是采用电力电子器件3．变频器的发展趋势有哪些？网络智能化、专门化、一体化、环保无公害4．只有一个环节就可以恒压恒频的交流电源转换为变压变频的电源，称为直接变频器，或称为交-交变频器。
5.（错）交-交变频器的最大输出频率和市网电压频率一样，为50Hz。
6．交-直-交变频器它是先将工频交流电通过整流器变成直流电，再经过逆变器将直流电变成频率和电压可调的交流电。
因此该变频器也称为间接变频器。
7．交-直-交变频器根据直流环节储能方式的不同，又分为电压型和（电流型）。
8．（对）电压型变频器多用于不要求正反转或快速加减速的通用变频器中。
9．（对）电流型勃起适用于频繁可逆运转的变频器和大容量的变频器中。
10．根据调压方式的不同，交-直-交变频器又分为PAM和PWM。
11．下列选项中，（）属于变频器按控制方式分类。
A．U/f B．SF C．VC D．通用变频器12．下列选项中，（）属于按用途分类。
A．通用变频器 B．专用变频器 C．VC13．变频器主要应用在哪些方面？答案：节能、自动化系统、提高工艺水平和产品质量14．什么叫变频器？答案：变频器是将固定频率的交流电变换为频率连续可调的交流电的装置。
15．简述电力电子器件的发展。
答案：SCR、GTO、GTR、MOSFET、IGBT、IPM16．变频器的问世，使电气传动领域发生了一场技术革命，即交流调速取代直流调速。
17．通用变频器的发展方向是什么？答案：低成本的简易型通用变频器；高性能的多功能通用变频器18．PD是指(电力二极管 )。
19．SCR是指(可控硅)。
20．GTO 是指(门极关断晶闸管)。
21．IGBT是指(绝缘栅双极型晶体管 )。
22．IPM是指(智能功率模块)。
23．电力二极管的伏安特性是什么？答案：电力二极管的阳极和阴极间的电压和流过管子的电流之间的关系24．电力二极管引出两个极，分别称为阳极A和阴极K。
东北大学22春“电气工程及其自动化”《交流电机控制技术Ⅰ》期末考试高频考点版（带答案）一.综合考核(共50题)1.规则采样法的采样区间是等宽的。
()A、错误B、正确参考答案：B2.载波三角波频率恒定，改变参考波的频率的调制称为同步调制。
()A.正确B.错误参考答案：B3.异步电动机矢量控制中，空间矢量是由三相电磁量合成的。
()A、错误B、正确参考答案：B4.变频调速技术中PWM表示的意思是()A、变压变频B、功率开关C、变频调速D、脉冲宽度调制参考答案：D5.B、分级异步C、同步D、不能确定参考答案：C6.串联二极管的电流型逆变器换流中的尖峰电压出现在二极管换流时刻。
()A、错误B、正确参考答案：B7.变频技术中智能功率模块的英文缩写是IPM。
()A、错误B、正确参考答案：B8.在矢量控制理论中ABC和αβ是静止坐标系，MT是旋转坐标系。
()A、错误B、正确参考答案：B9.dq坐标系与电动机之间存在转速差。
()A.正确B.错误参考答案：B10.B、使输出波形变坏C、减小线性控制范围D、对输出无影响参考答案：A11.载波比N等于()。
A.AB.BC.CD.D参考答案：C12.在SPWM变频调速系统中，用()单元进行加速时间和减速时间控制。
A、压控振荡器B、驱动电路C、函数发生器D、比较器参考答案：A13.电流型逆变器的换流时间()。
A.与负载参数无关B.与电路参数无关C.与负载和电路参数都有关D.不能确定参考答案：C14.交交变频器输出电压频率越接近于电网电压频率，输出波形越好。
()A.正确B.错误15.交流异步电动机进行恒转矩变频调速时，转速差n1-n的值()。
A、不变B、随转速n成正比例变化C、随转速n成反比例变化D、不能确定参考答案：A16.交直交电压型变频器的中间直流电路()。
A.有大电抗器B.有小电抗器C.有大电容器D.有小电容器参考答案：C17.在矢量控制中以转子角速度旋转的坐标系是()A、ABC坐标系B、dq坐标系C、αβ坐标系D、MT坐标系参考答案：B18.双极性脉宽调制输出正负两种电平。
1引⾔ 在⼤功率电⼒电⼦器件应⽤中，IGBT 已取代GTR 或MOsF 龃成为主流。
⼼盯的优点在予输⼊阻抗⾼、开关损耗⼩、饱和压降低、通断速度快、热稳定性能好、耐⾼压且承受⼤电流、驱动电路简单。
⽬前，由妇BT 单元构成的功率模块在智能化⽅⾯得到了迅速发展，智能功率模块(IPM)不仅包括基本组合单元和驱动电路，还具有保护和报警功能。
IPM 以其完善的功能和⾼可靠性创造了很好的应⽤条件，利⽤IPM 的控制功能，与微处理器相结合，可⽅便地构成智能功率控制系统。
IGBT ⼀IPM 模块适⽤变频器、直流调速系统、DC—DC 变换器以及有源电⼒滤波器等，其中富⼠R 系列IGBT ⼀IPM 是应⽤较⼴泛的产品之⼀。
2 IGBll_IPM 的结构 IPM Ⅱ模块有6单元或7单元结构，⽤陶瓷基板作绝缘构造，基板可直接安装在散热器上，控制输⼊端为2.54m 标准单排封装，可⽤⼀个通⽤连接器直接与印刷电路板相连。
主电源输⼊(P ，N)、制动输出(B)及输出端(u ，v ，w)分别就近配置，主配线⽅便;主端⼦⽤M5螺钉，可实现电流传输。
IPM 的结构框图如图l 所⽰，其基本结构为IGBT 单元组成的三相桥臂;内含续流⼆极管、制动⽤IG 明和制动⽤续流⼆极管;内置驱动电路、保护电路和报警输出电路。
IPM 共有6个主回路端(P ，N ，B ，u ，v ，w)、16个控制端，其中vccu 、vccv 、vccw 分别为u 、v 、w 相上桥臂控制电源输⼊的+端，GNDU 、GNDV 、GNDW 分别为对应的⼀端;Vinu 、vinV 、vinW 分别为上桥臂u 、v 、w 相控制信号输⼊端，vcc 、GND 为下桥臂公⽤控制电源输⼊;vinX 、vinY 、vinZ 分别为下桥臂x 、Y 、z 相控制信号输⼊端;vinDB 为制动单元控制信号输⼊端;ALM 为保护电路动作时的报警信号输出端。
图1 IPM 结构框图 R 系列IGBT—IPM 产品包括：中容量600v 系列50A ～150A 、1200v 系列25A ～75A;⼤容量600v 系列200A ～300A 、1200v 系列100A ⼀150A 。
功率模块IGBT、IPM、PIM的性能及使用时有关问题的综述1 IGBT主要用途IGBT是先进的第三代功率模块，工作频率1-20KHZ，主要应用在变频器的主回路逆变器及一切逆变电路，即DC/AC变换中。
例电动汽车、伺服控制器、UPS、电源target=_blank>开关电源、斩波电源、无轨电车等。
问世迄今有十年多历史，几乎已替代一切其它功率器件，例SCR、GTO、GTR、MOSFET，双极型达林顿管等,目今功率可高达1MW的低频应用中，单个元件电压可达4.0KV（PT结构）— 6.5KV（NPT结构），电流可达1.5KA，是较为理想的功率模块。
追其原因是第三代IGBT模块，它是电压型控制，输入阻抗大，驱动功率小，控制电路简单，开关损耗小，通断速度快，工作频率高，元件容量大等优点。
实质是个复合功率器件，它集双极型功率晶体管和功率MOSFET的优点于一体化。
又因先进的加工技术使它通态饱和电压低，开关频率高（可达20KHZ），这两点非常显著的特性，最近西门子公司又推出低饱和压降（2.2V）的NPT—IGBT性能更佳，相继东芝、富士、IR、摩托罗拉亦已在开发研制新品种。
IGBT发展趋向是高耐压、大电流、高速度、低压降、高可靠、低成本为目标的，特别是发展高压变频器的应用，简化其主电路，减少使用器件，提高可靠性，降低制造成本，简化调试工作等，都与IGBT有密切的内在联系，所以世界各大器件公司都在奋力研究、开发，予估近2-3年内，会有突破性的进展。
目今已有适用于高压变频器的有电压型HV-IGBT，IGCT，电流型SGCT等。
2 关断浪涌电压在关断瞬时流过IGBT的电流，被切断时而产生的瞬时电压。
它是因带电动机感性负载（L）及电路中漏电感（Lp），其总值L＊p = L + Lp则Vp＊= Vce + Vp而Vp = L＊p di/dt在极端情况下将产生Vp＊Vces（额定电压）导致器件的损坏发生，为此要采取尽可能减小电感（L），电路中的漏电感（Lp）—由器件制造结构而定，例合理分布，缩短到线长度，适当加宽减厚等。
东北大学22春“电气工程及其自动化”《交流电机控制技术Ⅱ》作业考核题库高频考点版（参考答案）一.综合考核(共50题)1.变频技术中智能功率模块的英文缩写是IPM( )。
A、正确B、错误正确答案：A2.恒磁通变频调速协调控制原则是()。
A.B.U=fC.D.U/f=C参考答案：D3.交直交变频器是直接变频器。
()A.正确B.错误参考答案：B4.变频技术中正弦脉冲宽度调制的英文缩写是( )。
A、SPWMB、IPMC、IGBTD、GTR正确答案：A串联二极管式电流型逆变器用于异步电动机变频调速，如果反压时间为t₀，恒流充电时间为t₁，二极管换流时间t₂，则总的换流时间为tc=t₀+t₁+t₂。
()A、错误B、正确参考答案：A6.直接转矩控制通过转矩检测值与给定值的比较，将转矩波动限制在一定容差范围内( )。
A、正确B、错误正确答案：A7.电压型逆变器输出电压波形和输出电流波形都是正弦波。
()A、错误B、正确参考答案：A8.矢量控制中经过坐标变换得到的定子电流的M轴分量相当于( )。
A、零电流B、都不是C、转矩电流D、励磁电流正确答案：D9.零电压矢量在直接转矩控制中不起任何作用。
()A.正确B.错误10.在选择逆变器的开关器件时，应考虑开关器件的关断时间与负载电流有关当电动机( )时，换流时间最长。
A、空载B、满载C、ABC都不是D、1/2负载正确答案：A11.交-交变频器正组提供的输出电压电流方向不一致说明正组工作在逆变状态。
()A、错误B、正确参考答案：B12.在矢量控制中以同步角速度旋转的坐标系是dq坐标系。
()A.正确B.错误参考答案：B13.交直交电压型变频器中间直流电路的储能元件是一个大电容。
()A.正确B.错误参考答案：A14.交直交电流型变频器中间直流电路的储能元件是一个大电抗。
()A.正确B.错误15.逆变器的换流时间必须()工作频率的1/6周期。
A、大于B、小于C、等于D、无所谓参考答案：B16.带辅助晶闸管的电压逆变器的180°导电型主开关的稳定导通时间小于180°。
变频技术科理论试题库一、填空题1．(IGBT)器件是目前通用变频器中广泛使用的主流功率器件。
2．变频器按变换环节可分为（交—交）型和(交—直—交)型变频器。
3．变频器按照滤波方式分（电压）型和（电流）型变频器。
4．三相鼠笼交流异步电动机主要有（变频）、（变转差）、（变极）三种调速方式5．智能功率模块IPM将大功率开关器件和（驱动）电路、（保护）电路、（检测）电路等集成在同一个模块内。
6．基频以（下）调速属于恒转矩调速基频以（上）调速属于弱磁恒功率调速。
7．基频以下调速，变频装置必须在改变输出（频率）的同时改变输出（电压）的幅值。
8．基频以下调速时，为了保持磁通恒定，必须保持U/F=(常数）。
9．变频器的主电路，通常用(R、S、T)或（L1、L2、L3）表示交流电源的输入端，用(U、V、W)表示输出端。
10．通过（通讯）接口可以实现在变频器与变频器之间或变频器与计算机之间进行联网控制。
11．变频器输入侧的额定值主要是（电压）和（相数）12．变频器输出侧的额定值主要是输出（电压）、（电流）、（容量）、配用电动机容量和超载能力。
13．变频器的频率指标有频率（范围）、频率（精度）、频率（分辨率）14．变频器运行频率设定方法主要有（面板）给定、(外接)给定、(预置)给定和通信给定。
15．变频器的外接频率模拟给定分为（电压）控制、（电流）控制两种。
16．通用变频器的电气制动方法，常用的有三种（直流）制动、（制动单元/制动电阻）制动、（整流回馈）。
17．变频器的PID功能中，P指（比例），I指(积分) ，D指（微分）。
18．U/f 控制方式的变频器主要用于（风机）、（水泵）、（运输传动）等无动态指标要求的场合。
19．低压变频器常用的电力电子器件有(GTR)、(IGBT)、(IPM).20．变频器主电路由整流电路、中间直流电路、逆变器和（控制回路）部分组成21．变压器的控制方式主要有(U / f )控制、(矢量)控制、(直接转矩)控制22．电压型变频器中间直流环节采用大（电容）滤波，电流型变频器中间直流环节采用高阻抗（电感）滤波。
