Введение. 
Расчёт и проектирование инвертора напряжения с ШИМ для асинхронного двигателя

Данный тип приборов создан в начале 1980;х гг, запатентован International Rectifier в 1983. Первые IGBT не получили распространения из-за врождённых пороков — медленного переключения и низкой надёжности. Второе (1990;е гг) и третье (современное) поколения IGBT в целом избавились от этих пороков. IGBT сочетает достоинства двух основных видов транзисторов:

• § высокое входное сопротивление, низкий уровень управляющей мощности — от транзисторов с изолированным затвором
• § низкое значение остаточного напряжения во включенном состоянии — от биполярных транзисторов.

Диапазон использования — от десятков, А до 1200 А по току, от сотен вольт до 10 кВ по напряжению.

Основное применение IGBT — это инверторы, импульсные регуляторы тока, частотно-регулируемые приводы.

Широкое применение IGBT нашли в источниках сварочного тока, в управлении мощным электроприводом, в том числе на городском электрическом транспорте. преобразователь силовой электромагнитный Применение IGBT модулей в системах управления тяговыми двигателями позволяет (по сравнению с тиристорными устройствами) обеспечить высокий КПД, высокую плавность хода машины и возможность применения рекуперативного торможения практически на любой скорости.

Внутренняя структура IGBT — транзистора представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 — Схематичный разрез структуры IGBT: Э — эммитер; К — коллектор; З — затвор Энергосберегающие технологии на основе регулируемого электропривода все шире внедряются в различные отрасли промышленности и в транспортных средствах. В последнее время наиболее популярными и используемыми силовыми ключами для преобразователей частоты асинхронных двигателей стали IGBT-модули.

Общеизвестно, что использование в схемах преобразователей быстродействующих полностью управляемых мощных ключей на основе IGBT позволяет преобразовывать электроэнергию на высоких частотах, снизить общие потери в преобразователях, применить современные системы управления, снизить массу и габариты устройств.

Конструкция и параметры IGBT-модулей постоянно совершенствуются, повышается устойчивость и «живучесть» модулей при жестких условиях эксплуатации и в аварийных режимах. Однако как показывает опыт работы с потребителями, многие разработчики и изготовители аппаратуры не учитывают некоторые особенности этих приборов, что зачастую приводит к неправильной эксплуатации.

IGBTмодулей и выходу их из строя.

Чаще IGBT-модули используются в инверторах, где транзисторы соединены по схеме полумоста (рисунок 2), и импульсных источниках питания, где используются IGBT-модули, собранные по схеме чоппера (рисунок 3).

Рисунок 2 — Схема трехфазного инвертора.

Рисунок 3 — Схема импульсного источника питания.