IGBT的驱动与保护电路研究

对电力电子功率器件IGBT的开关特性、驱动波形、功率、布线、隔离等方面的要求和保护方法进行了分析和讨论 ,介绍了IGBT的几种基本驱动电路和一种典型的集成驱动电路的应用     

IGBT模块开关特性测试研究与驱动参数选择方法

工业应用中需要根据工况选用合适的IGBT模块,不能直接参考模块数据手册上的数据来应用模块。本文针对特定的应用工况搭建硬件和软件电路,进行全面自动化双脉冲测试,分析了各工况条件对开关特性的影响,为IGBT模块的实际工况运行优化设计以及功率能力评估提供参考。同时,还提出了一种驱动电阻的优化切换方法和一种最佳驱动电路和驱动参数的选择方法。     

一种用于大功率IGBT的驱动电路

对大功率IGBT（InsulatedGateBipolarTransistor,绝缘栅双极型晶体管）的开关特性、驱动波形、驱动功率、布线等方面进行了分析和讨论,介绍了一种用于大功率IGBT的驱动电路。     

应用于新型微网FREEDM的固态变压器研究

FREEDM是美国北卡大学FREEDM工程研究中心提出的一个全新智能微网模型。该文将FREEDM的先进理念引入国内,对FREEDM中的核心设备——固态变压器（SST）的基本原理、拓扑结构和控制策略进行了研究,在第一代单相SST的基础上建立了一个适合我国电力系统电压等级的三相SST模型,并使用SIMULINK软件进行了仿真,验证了设计方案的有效性,为FREEDM中国化奠定了基础。     

改进的开关性能—快速IGBT带来新的挑战

本文对IGBT开关性能的提高进行了分析研究,分析了关断控制、直流母线和模块等因素的影响,可以通过选择合适的开关速度、吸收电容和合理的模块设计改进开关性能。     

弧光保护系统快速检测算法设计

提出了一套应用于弧光保护装置的电流有效值快速检测算法,该算法可以准确估计电流有效值,快速检测电力系统中过流故障,为弧光保护装置提供过流信息,辅以弧光检测结果,结合配套的快速接地开关,可以在电力系统设备出现弧光故障时快速熄灭电弧,有效保护电力设备。     

一种基于IGBT的快速双电源切换开关的研究

介绍了一种基于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的快速双电源切换开关,阐述了其工作原理、开关单元本体的结构及切换过程,利用Matlab软件搭建了仿真模型,研制了220V低压样机并进行了实验。仿真及实验结果表明,该切换开关具有快速性、暂态稳定性优点,实际切换时间在4ms之内,能够满足敏感和关键负载对供电可靠性、连续性的苛刻要求。     

FS—150型快速开关的原理和调试

介绍一种用于保护可控硅整流桥的快速短路开关，详细分析其构成和工作原理，并给出相应的调试方案及部分测试结果。     

快速接地开关操动机构驱动弹簧优化设计

快速接地开关作为高压开关电器设备的重要模块,通常采用弹簧操动机构作为其驱动装置,降低机构驱动弹簧操作功,能够有效地减小传动系统所受的冲击载荷,对提高快速接地开关稳定性和可靠性具有重要意义。笔者通过建立快速接地开关三维模型,开展动力学仿真计算,对仿真数据进行分析,发现了驱动弹簧关键参数与快速接地开关合闸速度之间的对应关系,提出了一种驱动弹簧的优化设计方法,并通过样机试验验证了该方法的可行性。试验结果表明,该方法设计的驱动弹簧,既能满足合闸速度要求,又可实现驱动弹簧操作功最小化。     

一种新型直流快速开关设计

直流快速开关是直流供电系统的安全保障,起着分断故障电流的作用。相较于交流系统,直流系统对直流快速开关的分闸速度、开断固有时间及灭弧能力的要求更加严格。为提高直流快速开关对直流配电网的实用性,总结了现有直流快速开关操动机构、保持机构及灭弧能力等方面的不足,并在此基础上设计出一种双断口、双灭弧室且具有机械保持结构的新型直流快速开关,极大地提高了直流快速开关的性能,具有广泛的应用前景。     

井下短路电流快速检测的研究

提出了采用变值整定实现短路电流快速检测的新方法 ,设计了短路电流快速检测电路 ,并进行了短路动态试验。结果表明短路电流采样时间短 ,优于恒值整定类的检测电路     

开关式励磁调节器主回路研究

开关式励磁调节器主回路设计中需要考虑的两个主要问题是开关器件的尖峰电压和冲击电流。在分析了关断过程中产生尖峰电压的主要原因基础上,提出了开关式励磁调节器限制ＩＧＢＴ（绝缘栅双极型晶体管）关断时的尖峰过电压的有效方法,即直流发电机两端并联大容量电容和ＩＧＢＴ两端并联吸收网络,并根据开关状态下电路的近似分析证明了并联大电容以后的稳定性,另外分析了产生开通时冲击电流的原因,还给出了立回路缓冲网络参数确定     

基于自然换流和软关断的混合式断路器研制

混合式断路器(HCB)结合了机械式断路器和固态断路器的优点,是国际上断路器研究的新方向.阐述了自然换流和强制换流的原理及IGBT软关断技术.基于自然换流和IGBT软关断技术,研制了一种新型的HCB.试验表明,该新型HCB具有合闸和分闸动作的快速性、一致性及限压限弧特性.     

一种用于大功率IGBT模块的驱动电路

介绍了一种由SKHI22A构成的IGBT驱动电路，应用结果表明，该驱动电路使用简单、可靠，具有优良的驱动和保护性能。     

混合式高压直流断路器中的快速机械开关研究

针对能够应用于±160 kV南澳多端柔性直流工程的混合式高压直流断路器中的关键部件——快速机械开关进行了仿真试验研究。研究了快速机械开关采用两个80 kV的SF6断口串联方案,利用Ansoft Maxwell有限元软件对断口进行了电场仿真,结果表明断口动、静触头开距为15 mm时能够满足耐受80 kV直流电压的要求;研究了采用电磁斥力机构作为断口的快速操动机构的可行性,设计了电磁斥力操动机构样机,试验论证了快速机械开关可以在3 ms左右分闸到位。     

用于限流控制的瞬时值与变化率结合的故障电流快速识别改进算法

为了使故障判别的速度满足限流控制的应用要求,针对瞬时值与变化率结合的故障电流快速识别基本算法,提出一种对瞬时值与变化率整定值分别加乘系数的改进算法。利用数值仿真的方法分析了故障相角、大负荷投入、谐波等因素的影响,给出改进方法调整系数的选取方法。对改进算法在某企业限流控制的应用进行了实例分析,给出其调整系数的取值范围以及其性能改善的效果,证明了其可行性和有效性。结果表明,改进算法能够确保在期望的时间内识别出期望识别的故障电流,各种故障相角、大负荷投入、谐波等都不会造成误判别。     

新型混合式断路器结构及动作特性研究

混合式断路器(HCB)结合了机械式断路器和固态断路器的优点,是国际上断路器研究的新方向.介绍了几种混合式断路器的典型结构,阐述了自然换流和强制换流的原理.着重研究了一种基于自然换流和IGBT软关断技术的新型混合式结构,并针对该拓扑结构研制了混合式断路器.试验表明,该新型混合式断路器具有合闸和分闸动作的快速性、一致性以及限压限弧特性.     

基于电磁驱动的40.5 kV快速真空断路器研究

对快速操动机构操作方式和结构组合进行分析,利用永磁机构高可靠性、强可控性和电磁斥力机构动作速度快、触动时间短等特点,设计了一种单稳态永磁机构和双线圈斥力盘相组合的快速操动机构。利用Ansys Maxwell建立了快速操动机构的有限元模型,并进行了静态和动态仿真计算,使设计的快速操动机构满足快速真空断路器的特性需求。针对快速真空断路器合闸弹跳大的问题做了深入研究,给出了在断路器刚合点前14 mm位置处介入液压缓冲的最优方式,合闸弹跳减小为0 ms。研制出40.5 kV快速真空断路器样机,分闸时间3.6 ms,合闸时间14.6 ms,合闸弹跳0 ms,短路开断电流31.5 kA,短路关合80 kA的参数满足技术要求。样机在电力工业电力设备及仪表质量检验测试中心通过了容量试验、10 000次机械寿命、温升、绝缘等试验验证。     

高压直流断路器用快速机械开关电磁缓冲研究

基于电磁斥力机构的快速机械开关是混合式高压直流断路器的核心设备之一,其几毫秒内分闸到位的速动性对直流断路器至关重要,然而其速动性对开关的缓冲提出了更高要求。文中提出了一种适用于电磁斥力机构分闸过程的电磁缓冲方法,介绍了电磁斥力机构和电磁缓冲的基本工作原理,并建立电磁斥力机构电磁缓冲装置的有限元模型,结合其原理仿真分析了缓冲储能电容容量、初始电压和缓冲触发时间对电磁缓冲性能的影响规律。最后对舟山示范工程200 kV直流断路器用快速机械开关进行了电磁缓冲试验,验证了仿真分析的正确性。文中对电磁缓冲的设计和控制提供了一定的指导。     

基于双平衡桥探测直流系统接地故障检测的新方法

针对电桥法、变频法等常用接地故障检测方法的不足,提出了一种新的双桥探测法用于直流系统的故障检测,该方法通过控制开关两次投切电阻,检测双桥不平衡电流以及支路漏电流,并计算接地故障电阻,从而定位接地支路。首先详细阐述了双桥探测的基本原理及应用,然后提出一种新的双桥探测法,该方法不仅能够解决检测死区问题,并且不受分布电容的影响。最后通过模拟接地电阻试验证实了该方法的可行性和有效性。