小鹹魚 发表于 2019-9-26 16:10

小白求解答:IGBT电流Ic与电机(感性)负载的关系

首先感谢戳进来的各位。本人接触IGBT与各类电机也有一段时间了,但是说实话由于一直是在纸上谈兵,缺少工程实践,所以还是有很多“幼稚”的问题困扰。
IGBT集电极电流与电机或感性负载的关系我一直都没搞清楚,本人接触的大多数教材基本上都是把功率模块和电机行为分开来写的:
1. 一边是IGBT,如果记得没错的话IGBT有个传输特性(transfer characteristic),描述的是栅极电压Vge与集电极电流Ic的关系,从这个角度上看,回路电流是受IGBT自身栅极电压影响的,此外考虑IGBT开关特性的话,不管是电流上升、下降、拖尾甚至是snap-off振荡,都是由IGBT栅极RCL及直流电压等决定的,并没有考虑负载的影响;
2. 一边是电机,电机在压控的情况下其定子电流随着电机本身的特性、带载与运行情况发生变化,比如电机启动时的浪涌电流、同步电机等加载时电流上升等,从这个角度看,回路电流是由电机(负载)的特性及工况决定的。
所以一边是IGBT影响电流,一边是电机影响电流,二者在同一个回路中,究竟会使电流发生何种变化?如果是两者共同决定,那么具体又是怎样的呢?

其实本人也考虑过这方面的问题,得出的一些结论如下(不一定正确,错误之处还请大神们纠正):
1. 关于IGBT,其集电极电流并不是由栅极电压所控制的,或者说栅极电压并不是集电极电流的决定因素(transfer characteristic只是一个过渡特征),栅极电压只是决定了IGBT输出特性(output characteristic),进一步决定了Ic与Vce饱和压降的关系,Vce饱和压降基本上就是一个因变量,Ic是自变量,因此栅极电压总体上并不影响回路电流;
2. 从负载角度,或者IGBT与续流二极管一整体角度来看,回路电流依然是按照电机特性变化,但针对于IGBT,其电流变化(开关特性)依然由RCL、直流电压(以及电流幅值?)决定,只不过续流二极管电流将对IGBT电流进行填补,使IGBT+二极管整个体系的电流等于回路电流,或负载电流。
3. 仍不清楚,作为一个感性可变的负载器件,电机会不会对IGBT的开关特性造成影响,会造成何种影响。

其实这个问题是源自于本人之前做仿真时遇到的一个问题,本人想做一个Maxwell+Simplorer的耦合仿真,Simplorer中搭建的是电机简单的外围驱动电路,控制策略是简单的SPWM,功率器件是IGBT,工况也都控制在IGBT的额定范围内,但是在仿真的时候发现电机没办法正常启动了,加速非常慢,但是去掉功率驱动电路,用同样的电压驱动电机,又可以正常加速了,所以我一直在纠结原因,在想是不是因为IGBT限制了电机的电流,或者IGBT对电流起主导作用等等、、、所以才有了这个问题。

还希望各位能够解答本人的疑问,或者一起交流!谢谢
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