IGCT三電平中壓變流裝置器件保護(hù)與負(fù)面效應(yīng)抑制.pdf

1、隨著電力半導(dǎo)體器件(尤其是IGBT和GCT)的迅速發(fā)展，中壓大功率變流裝置在石油化工、礦山開采、冶金和軋鋼、運(yùn)輸?shù)裙I(yè)領(lǐng)域得到了越來越廣泛的發(fā)展，同時(shí)節(jié)約了電能、增加了產(chǎn)量并提高了產(chǎn)品質(zhì)量。本文以IGCT三電平中壓變流裝置為研究對象，對IGCT變流器吸收回路參數(shù)設(shè)計(jì)、短路故障保護(hù)以及變流器負(fù)面效應(yīng)抑制等方面進(jìn)行研究。
　　第一，提出一種IGCT變流器吸收回路參數(shù)匹配的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。將吸收回路瞬態(tài)等效電路進(jìn)行簡化，得到其時(shí)域數(shù)學(xué)表述

2、，結(jié)合器件安全工作區(qū)、吸收回路動態(tài)響應(yīng)時(shí)間、換流時(shí)吸收二極管與吸收電阻功耗等因素，將吸收回路參數(shù)匹配轉(zhuǎn)換為多約束條件下的多目標(biāo)達(dá)成問題，利用MATLAB優(yōu)化工具得到參數(shù)匹配的準(zhǔn)確值。通過仿真分析明確雜散電感對器件關(guān)斷特性的影響，基于仿真與試驗(yàn)結(jié)果相比較提取出換流回路的雜散參數(shù)，并提出進(jìn)一步優(yōu)化吸收回路參數(shù)的降額設(shè)計(jì)方法。仿真與試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了本文所提方法的有效性。
　　第二，對IGCT變流器短路故障發(fā)生時(shí)，如何可靠地保護(hù)非故障器件安

3、全進(jìn)行研究。變流器橋臂內(nèi)電力電子器件的失效短路故障會導(dǎo)致直流母線電容電壓的不平衡，從而出現(xiàn)電容電壓翻倍現(xiàn)象，必須采取措施加以限制。在分析了故障產(chǎn)生原理及常用故障保護(hù)策略的基礎(chǔ)上，提出基于全開保護(hù)策略的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，在保證短路電流充分釋放的同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)橋臂內(nèi)外側(cè)器件熱應(yīng)力均衡分配。相較于傳統(tǒng)的全關(guān)保護(hù)策略，能更好的保護(hù)器件安全同時(shí)節(jié)約了成本。仿真分析驗(yàn)證了所提方法的有效性。
　　第三，中壓變流裝置用于中遠(yuǎn)距離PWM驅(qū)動系統(tǒng)中，常通過