DSTATCOM中IGBT關(guān)斷過電壓的研究與防護(hù).pdf

1、配電網(wǎng)系統(tǒng)中,存在大量的無(wú)功功率和各次諧波,不僅增加了電網(wǎng)損耗,而且威脅到了電網(wǎng)安全運(yùn)行。配電網(wǎng)靜止同步補(bǔ)償器DSTATCOM,是一種新型的補(bǔ)償裝置,以其快速、精確補(bǔ)償?shù)葍?yōu)良特性得到了國(guó)內(nèi)外科學(xué)研究和工程應(yīng)用的廣泛關(guān)注。目前,DSTATCOM中大多選用IGBT作為主電路的功率開關(guān)器件。但是由于DSTATCOM多采用PWM控制,功率開關(guān)器件的正常工作對(duì)DSTATCOM的安全運(yùn)行起到?jīng)Q定性作用。然而,IGBT開關(guān)頻率非常高,容易引起開關(guān)損耗

2、、過大的沖擊電流和沖擊電壓等問題,這會(huì)縮短IGBT的使用壽命,甚至造成IGBT的損壞。因此,為了保證功率管 IGBT和DSTATCOM的安全工作,分析研究DSTATCOM中IGBT關(guān)斷過電壓?jiǎn)栴}并尋求相應(yīng)防護(hù)措施,具有十分重要的意義。
　　首先,本文通過分析三相四線制DSTATCOM中IGBT的控制原理和工作方式,明確了關(guān)斷過電壓的產(chǎn)生機(jī)理,是由于主電路中分布電感的存在,當(dāng)流經(jīng)IGBT電流迅速變化時(shí),電路中隨之產(chǎn)生尖峰電壓,速度施

3、加在IGBT上。考慮到電路中分布參數(shù)的不可消除性,采用能量轉(zhuǎn)移再釋放的思想,結(jié)合IGBT常用保護(hù)措施和所需研制的三相四線制 DSTATCOM的實(shí)際情況,確定采取在主電路上加裝緩沖電路的方式吸收并抑制關(guān)斷過電壓。
　　接著,根據(jù)緩沖電路工作原理和常見拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),選取三種不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的緩沖電路,并利用能量守恒原理和電路理論計(jì)算出各緩沖電路中參數(shù)的理論值。利用MATLAB/SIMULINK平臺(tái),建立包含緩沖電路的DSTATCOM仿真模型,

4、對(duì)加裝三種不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的緩沖電路的DSTATCOM進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),從對(duì)過電壓的吸收效果和功耗角度分析對(duì)比后選取最合適拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。針對(duì)選定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),從緩沖電路的吸收效果、功耗和體積等方面,在參數(shù)的理論計(jì)算值基礎(chǔ)上,進(jìn)行分組仿真實(shí)驗(yàn),通過對(duì)仿真結(jié)果的分析和對(duì)比,確定了最終元件參數(shù)。最后,成功研制的DSTATCOM裝置中應(yīng)用到本文設(shè)計(jì)的緩沖電路。通過對(duì) DSTATCOM進(jìn)行動(dòng)模實(shí)驗(yàn)結(jié)果,證明了 DSTATCOM中 IGBT緩沖電路的可行性和正確