栅极驱动应用原理与技术特点

在现代电气系统中，通常采用“交流电机+电动机+变频器”的控制方式。在电机系统中，一般会采用齿轮传动、皮带传动等传统方式。由于传统驱动方式在机械传动过程中存在很多问题，因此人们需要一种新型驱动方式。其中，栅极驱动作为一种新型的驱动方式，因其具有结构简单、成本低廉、控制方便等优点，广泛应用于各种电机控制系统中。

本文将为大家介绍栅极驱动的应用原理与技术特点，帮助大家更好地理解栅极驱动系统。

结构特点

栅极驱动的基本结构如图1所示。其中，磁路由两个栅极磁路和一个栅极电阻组成，两者通过绝缘连接。其中，栅极电阻由两个栅极电阻和一个绝缘电阻组成。

在电机的定子上绕有三相绕组，其两端通过绝缘电阻连接到转子上。定子和转子之间通过绝缘连接，形成一个整体。在定子绕组两端施加电压后，定子绕组产生感应电动势，从而形成了电流。通常情况下，电机的定子电压为三相对称电压，但在特殊情况下也可能出现非对称的电压。

工作原理

栅极驱动系统工作时，将电源供给的高压直流电通过高频开关电源（HEMT），转换为高频交流电，经过初级整流器（AC1）整流后，形成电流源（I1），经过次级整流器（AC2）整流后形成直流电，然后经过一个特殊的电路-开关变压器（SG）将直流电转化为频率可调的交流电。通过改变开关变压器的占空比，就可以改变开关变压器初级侧输出的电压和电流，从而改变电机转速。同时，开关变压器输出的电压和电流会产生一个很小的电压纹波。

控制方式

栅极驱动控制方式主要分为直接控制和间接控制两种。

直接控制方式主要是通过开关器件的导通状态来控制电机的转动方向，如图4所示。其优点是结构简单，易于实现，但缺点是这种方式无法实现对电机转速和转矩的调节。

间接控制方式主要是通过调整控制器中的反馈信号来实现对电机的调速控制，如图5所示。

技术特点

1.由于采用了隔离开关技术，所以在电机运行过程中，电机本身不会受到来自外部的电磁干扰。

2.由于采用了隔离开关技术，所以电机的绕组间不会出现相互干扰的情况。

4.由于采用了隔离开关技术，所以电机的驱动电路不需要复杂的控制电路，结构简单，成本低廉。

应用前景

栅极驱动系统由于结构简单、成本低廉、控制方便等优点，被广泛应用于各种电机控制系统中。但由于其工作原理与传统驱动方式相同，因此其性能也受到传统驱动方式的限制。目前，栅极驱动技术还处于发展阶段，有待于进一步研究和完善。

审核编辑：汤梓红