IGBT损耗计算和损耗模型研究

器件的损耗对系统设计、器件参数及散热器的选择相当重要。损耗模型主要分为两大类:基于物理结构的IGBT损耗模型(physics-based)和于数学方法的IGBT损耗模型。对近年来的各种研究情况进行了讨论,并给出了其相应的应用范围。     

基于IGBT选型的整流器、逆变器损耗计算新方法研究

随着“双碳”概念深入人心,为满足企业对于节能减排、绿色发展的要求,以1 140 V/75 kW变频调速系统为研究对象,提出一种新颖的整流器和逆变器IGBT计算损耗方法,用于IGBT的选择和电力电子散热装置的设计。在实现过程中,考虑栅极驱动电阻和直流母线电压对损耗的影响,给出IGBT的导通损耗、总开关损耗、效率和结温的分析方法。基于IGBT损耗与结温的相互作用,得出IGBT结温曲线。并对IGBT进行了选择校核,仿真及实验验证了所提方案的正确性。     

基于IGBT离线测试平台的功率逆变器损耗准在线建模方法

逆变器损耗研究一直是电力电子领域的一个重要研究方向。现有方法大多依赖于器件厂商提供的数据手册,但是这些数据的提取环境为标准测试环境,与实际工况并不一致。本文提出一种基于IGBT离线测试平台的准在线建模方法,用该方法分析与等效逆变器的各种换流模式、调制方法和负载类型,借助离线测试平台模拟逆变器实际工况下的换流模式、驱动情况、缓冲电路以及杂散参数等工况,并调用测试平台建立的开关动态特性多维数据库得到逆变器实际工况下各开关工作点的开关能量损耗,最终计算出功率逆变器的损耗。与实测损耗的对比证明了该准在线建模方法的正确性。该建模方法对散热器的选取、高效率逆变器结构的优化设计具有重要的参考价值。     

逆变器中IGBT模块的损耗计算及其散热系统设计

介绍了一种在工程上比较适用的IGBT模块损耗的理论计算方法,并将其计算结果与厂家给出的仿真结果相比较,精度满足设计要求.在计算出IGBT模块损耗后,利用散热系统热阻等效电路,求出散热器热阻,进而设计出符合逆变器的强迫风冷散热系统.最后,通过ICEPAK软件对散热器进行仿真,由仿真结果表明散热器达到要求.     

基于PSPICE仿真的IGBT功耗计算

基于PSPICE仿真,结合无刷直流电机提出了IGBT功率损耗的估算方法,研究了IGBT功率损耗与开关频率和栅极电阻阻值之间的关系。     

基于IGBT损耗模型的STATCOM中开关模块的损耗分析

STATCOM作为柔性交流输电系统中的重要成员之一,由于其体积小,容量大,调节连续,响应快等优势,在电力系统中的应用越来越广泛。以电压型STATCOM为基础,针对其中存在的大量的IGBT开关模块,结合IGBT自身的物理与数学结构,提出了一种在STATCOM工作特性之下的IGBT损耗分析。实验证明,此方法在精度与运算速度上都能较好的实现工程需要,具有一定的应用价值。     

逆变器IGBT损耗计算及冷却装置设计

计算逆变器IGBT损耗及水冷系统的方法在实现过程中,综合考虑了门极驱动电阻、直流母线电压、温度和结温对IGBT损耗的影响,给出了SVPWM调制算法下逆变器IGBT及Diode的导通损耗、开关损耗、总损耗、温差及结温的计算方法,考虑到IGBT损耗与结温相互影响的特点,利用自定义热路模型,提出以环境温度为初始条件的循环迭代算法,最后给出了IGBT结温、壳温及散热器温度曲线。在此基础上,设计了一款中压变频调速系统用水冷散热系统,与实验值比较,两者吻合很好,肯定了解析法的精度,表明了该方法的正确性与可行性。     

基于Matlab/Simulink与Digsilent的联合仿真设计

为利用Matlab/Simulink与电力系统专业仿真软件Digsilent各自的优点,提高软件的实用性,分析了二者在各自应用领域的特点,对二者接口技术进行了详细的介绍。并以风电机组控制实例分析了该联合仿真技术的应用特点。     

高压直流输电晶闸管换流阀损耗仿真计算方法研究

准确计算换流阀及其中各类元部件运行损耗,是进行换流阀及其阀冷系统设计的基础。文中在分析换流阀中主要损耗源基础上,建立了晶闸管、电抗器的高精度等效仿真模型,提出了换流阀损耗的仿真计算方法。以此为基础,计算了额定工况下锡盟站换流阀中各主要元部件损耗功率,并将总损耗计算结果与理论计算值及现场测试数据进行了对比分析。结果表明:仿真方法具有较高精度,可被用于换流阀总损耗计算,以及阀内各发热器件的功率计算。     

将电磁感应加热应用的IGBT功率损耗降至最低

传统家用电器由于使用数量增多,其总能耗与相关成本也在不断增加。为了减少费用支出和控制碳排放,需要为室内环境开发出更高能效的电器。本文提出的电磁感应加热炉具,其使用电磁产生的热能来烹调,不仅能效比标准家用电热锅高得多,而且其安全性也被证实更高。     

变压器谐波损耗计算方法比较与仿真

针对变压器谐波损耗问题,对适合于估算的改进参数法、测量法和等值法进行分析,并评述其优缺点。在不同的电压畸变率下对带有典型六脉动整流负荷的变压器的谐波损耗进行了仿真计算,并对仿真和各种计算方法得到的谐波总损耗进行曲线拟合,以直观比较出各种方法计算的精确度。通过仿真结果与几种不同方法的计算结果比较,确定出在不同的电压畸变范围内较为准确的变压器谐波损耗的计算方法。     

变压器谐波损耗计算方法比较与仿真

针对变压器谐波损耗问题,对适合于估算的改进参数法、测量法和等值法进行分析,并评述其优缺点.在不同的电压畸变率下对带有典型六脉动整流负荷的变压器的谐波损耗进行了仿真计算,并对仿真和各种计算方法得到的谐波总损耗进行曲线拟合,以直观比较出各种方法计算的精确度.通过仿真结果与几种不同方法的计算结果比较,确定出在不同的电压畸变范围内较为准确的变压器谐波损耗的计算方法.     

一种并网逆变器损耗计算的新方法

提出了一种基于IGBT的两电平并网逆变器损耗计算的简化方法.该方法仅利用IGBT数据表所给数据,并不需要使用其他较复杂方法中内部参数的相关数据.利用Matlab/Simulink建立了比较准确、实用的逆变器中IGBT模块的通态损耗和开关损耗模型.该计算方法适用于包括滞环电流控制型逆变器在内的各种变换器和各种运行条件.通过仿真软件PSPICE与IGBT生产商所提供的仿真工具Semisel进行试验对比,结果证明了所提方案的正确性和可行性.     

基于Simplorer的开关电源的仿真研究

应用Ansoft公司的一种新型电力电子仿真软件Simplorer,分别对DC-DC开关电源Bosst功率校正电路和DC-AC有源箝位谐振直流环逆变器(ACRLI)电路进行了分析和仿真.在分析Boost功率校正电路时,考虑到功率校正问题,采用了电流滞环控制和PI调节,取得好的效果;对ACRLI逆变电路的工作过程进行了详细地分析,深入地研究了其工作原理,对谐振直流环的控制采用了Simplorer所具有的状态图控制,仿真结果显示达到了预期的效果.     

利用电容放电现场测量变流器IGBT模块损耗

为克服传统方法存在误差较大或工程实施困难的不足,提出一种变流器IGBT模块损耗现场测量的新方法。该方法利用直流电容放电过程现场对变流器IGBT功率模块的损耗特性进行测试,以验证变流器性能或诊断功率模块早期故障;通过适当控制变流器内各个IGBT导通与关断,构成直流电容Buck放电电路实施损耗测试。采用英飞凌1200 V/50 A功率模块FF50R12RT4搭建的380 V/10 k W变频器进行了实验研究,实验结果验证了该方法的可行性与有效性。现场测试方法充分利用变流器停机间隙和电容储能对负载电感放电进行测试,无需额外增加硬件,具有经济、方便、安全等优点。     

基于Simulink的IGBT缓冲电路的仿真研究

本文分析了在IGBT开关过程中浪涌电压形成的原因,给出了电路杂散电感的测试方法,结合常用的五种缓冲电路的特点和使用范围进行了比较,对RCD限幅钳位型缓冲电路的工作原理进行了详细分析,推导出了RCD缓冲电路器件参数的计算公式,利用Simulink对RCD限幅钳位型缓冲电路做了仿真,表明了RCD限幅钳位型缓冲电路对IGBT...     

基于Magnet和Simulink联合仿真的电磁悬浮系统控制方法

针对一种用四极电磁铁构建的三自由度电磁悬浮系统,提出了一种采用Simulink和Magnet软件联合仿真的方法,该方法可以实现电磁悬浮系统控制策略准确的分析,并在此基础上对电磁悬浮系统的控制提出了改进了的零功率和半零功率控制算法,提高了整个系统的动态性能.     

风电变流器IGBT模块损耗及结温的计算与分析

针对双馈风电变流器IGBT模块在交变热应力的长期作用下导致故障频发的问题,提出其损耗与结温的准确计算模型及不同工况下两者变化规律的研究。首先,建立了机侧及网侧变流器在整流或逆变模式下IGBT模块损耗及结温的计算模型;其次,对机组在不同运行工况下,其损耗和稳态结温进行分析。结果表明,随风速的增大,机侧与网侧变流器IGBT模块的损耗变化规律不同;机侧变流器IGBT模块的结温波动剧烈,尤其是在同步风速附近区域。