一般缓冲电路的模型及三电平IGBT变流器内外元件电压不平 …

通过对斩波器中缓冲电路工作过程的分析,了一般缓冲电路的模型。根据这个模型,分析了中占箍位式（ＮＰＣ）三电平变流器中内外绝缘册双极型晶体管（ＩＧＢＴ）电压不平衡的原因。并指出电压不平衡是由于ＮＰＣ三电平的特殊结构和电路中的杂散电感造成的。实验波形证明了模型的正确性和分析的有效性。     

对三电平IGBT变流器两种缓冲电路的研究

总结了三电平变流器的几种缓冲电路,分析了ＩＧＢＴ的失效特点,并进一步提出了两种应用于三电平ＩＧＢＴ变流器的新型缓冲电路。这两种缓冲电路有效地钳制了每个ＩＧＢＴ关断时的ｄｖ／ｄｔ和过电压。其中第１种缓冲电路最简单,没有内外ＩＧＢＴ电压不均现象。实验波形证实,这两种电路都是可行的。     

大功率三电平变流器中的能量回馈型吸收电路

吸收电路对大功率变流器的可靠工作起着极其重要的作用。分析了能量回馈型吸收电路在300KVA IPM三电平流器中的工作过程，提供了电其参数的选择，总结了其特点，并给出了有关的实验结果。     

三电平逆变器缓冲电路内外电压不平衡分析及改进

针对三电平逆变器RCD缓冲电路在相邻开关状态之间转换时所发生的两种电压不平衡现象,进行了深入详细地分析,研究了产生电压不平衡的机理,并依据电路基本定律,推导了两种不平衡电压的计算公式。在此基础上,提出了一种简单的能使电压平衡的办法,并进行了仿真验证。结果表明性能良好。     

大功率IGBT串联电压不平衡机制研究

随着电力电子技术及其应用的快速发展,高压大功率换流器的应用越来越多。大功率绝缘栅双极晶体管（insulationgatebipolartransistor,IGBT1串联是实现高压大功率自换相换流器的一个重要基础。大功率串联IGBT运行中,最难解决的是串联IGBT之间的电压不平衡问题。为推进高压大功率换流器的研究,对大功率串联IGBT中器件间的电压不平衡机制进行了系统的研究。根据IGBT阀在串联运行时的主要静态、动态过程,结合IGBT自身的特性,得出了影响产生串联IGBT电压不平衡的各个因素,并对各个元件间的电压不平衡度进行分析,为进行串联IGBT电压平衡化的控制打下基础。     

高频条件下对IGBT逆变器缓冲电路的改进

绝缘栅双极晶体管（IGBT）逆变器多应用在变频器、开关电源和分布式发电系统等工作频率较高的场合。逆变器工作频率越高,缓冲电路吸收的过电压能量在开关器件下一次关断动作前放电完毕的时间就越短。提出了一种改进型IGBT逆变器缓冲电路,通过改变放电回路的放电电容,可以满足IGBT逆变器在高频应用下的要求。通过理论分析和电路仿真,证明了该改进型缓冲电路的有效性和适用性。     

IGBT栅极驱动电路的特性分析和应用

详细叙述了功率绝缘栅双极型晶体管IGBT 对驱动电路的特殊要求以及设计驱动电路应该考虑的问题,概述了IGBT驱动电路的常用类型,并给出了几个具有实用意义的典型电路.     

用于风电的模块化多电平变流器IGBT的定制化设计

模块化多电平换流器(MMC)已广泛应用于风力发电系统中,其中绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块的设计直接影响着系统的各项性能。而IGBT模块的设计选型缺乏理论指导,存在IGBT模块裕量选取过大造成的成本浪费现象,因此文中提出一种基于双目标优化的IGBT的定制化设计方法。首先以损耗和芯片成本作为IGBT定制化设计的指标,结合风力发电的年运行工况,根据风速的概率分布来评估IGBT损耗,通过双目标粒子群算法求得Pareto前沿。最后,分别采用IGBT模块和分立元件2种方法进行定制化设计,结果表明所提设计方法在降低器件成本的同时可以兼顾变流器的损耗和可靠性。     

IGBT模块直接串联电压均衡驱动控制技术

高压绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块直接串联技术是实现柔性直流输电、高压直流断路器等高压大功率控制设备的一个重要基础,其中最难解决的是串联IGBT模块之间的电压均衡问题。文中分析了电压不平衡的机制,得出了实现电压均衡的关键在于解决断态电压不平衡和关断电压不平衡问题,门极侧均衡控制方法是较好的解决手段。对基于有源电压控制技术的驱动设计和基于延时补偿的控制策略进行了探讨,并分别采用在有源区对关断波形进行跟随控制和补偿IGBT器件间关断延时的方法,有效实现了串联器件的电压均衡。最后,通过6只3 300V/1 200AIGBT模块直接串联的阀段脉冲和基于该阀段的三相换流阀运行测试,对这两种方法进行了验证,所述方法获得了较好的电压均衡效果。     

IGBT驱动电路的研究

探讨了IGBT驱动的有关问题，总结了几种在实践中很有应用价值的驱动电路。     

双脉冲测试方法在中点钳位三电平逆变器中的应用研究

双脉冲测试已成为两电平逆变电路标准的测试方法,将其直接扩展至中点钳位(NPC)三电平逆变器的测试中,会引起内外管动态电压不均衡的问题。本文采用半桥结构的NPC三电平测试电路,并结合两种典型的吸收电路,通过分析状态转换过程,分析了内外管产生动态电压不均衡的电路机理,并指出这种电压不均衡现象是由于传统双脉冲方式无法正确对内外管电压状态进行有效配置而造成的。本文采用一种简单的三管动作双脉冲测试方法,避免了电压不均衡现象的发生。该方法考虑了开关管的死区时间,可以很好对NPC三电平电路中功率器件的瞬态特性及吸收电路的吸收效果进行测试。最后,通过仿真与实验证明了理论分析的正确性及测试方法的合理性。     

无源无损软开关中压控可变电容的研究

在无源无损软开关中采用压控可变电容的方法来进一步减少IGBT的关断损耗,从而缓解其散热压力。该压控可变电容由两个缓冲电容和辅助MOSFET构成,其控制方法简单,可自动实现电容容值的变换。同时,辅助MOSFET由其串联支路上的电容电压和辅助电源控制。在IGBT关断之前,MOSFET由于其控制信号为高电平而处于导通状态,因此当IGBT关断时,可变电容等效为两个电容并联,从而表现为大电容特性,减少其CE两端电压的上升斜率;当MOSFET的控制信号下降到关断阈值时,可变电容表现为小电容特性,从而快速达到IGBT的关断稳态。依据可变电容的理论波形对其工作原理进行详细分析,并对该无源无损软开关回路中额外损耗进行理论计算。最后通过搭建Buck变换器的实验平台对上述理论进行验证。     

电压源换流器开关器件损耗建模

IGBT在电力电子装置中得到了大量应用,尤其是在高压大功率电压源换流器领域,而电压源换流器损耗分析一直是电力电子领域的一个研究热点。为了能对电压源换流器损耗进行精确分析,提出一种基于波形拟合理论的绝缘栅双极晶体管与二极管的损耗分析模型。建立的损耗模型充分考虑了电压源换流器不同开关里导通电流变化对于二极管反向恢复过程参数及损耗的影响,该模型还考虑了二极管与IGBT器件相互关系,器件电压、电流、结温变化对损耗的影响,特别计入了电流拖尾过程、电路杂散电感参数的影响。搭建了2.5kV输出Boost实验电路对该损耗模型进行验证,实验结果对比证明了该损耗模型的正确性和有效性。提出的损耗模型适用于电压源换流器型直流输电(voltage sourceconverter high voltage direct current,VSC-HVDC)、静止无功补偿器(static synchronous compensator,STATCON)、统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)等高压大功率应用场合的电压源换流器损耗分析。     

三电平全功率中压风电变流器研究

将三电平背靠背中压变流技术应用到全功率风力发电系统中,这种方案能够有效减少电流应力和系统体积,有效地扩大全功率变流器的容量.研究了三电平背靠背中压变流器的硬件设计和控制策略,最后实现了实验室样机.     

逆变器用IGBT吸收电路的Matlab仿真研究

IGBT的开关速度很高,关断时一般会产生过电压,实际电路中通常都会在IGBT旁加吸收电路(缓冲电路)。针对其中五种吸收电路的特点、适用范围进行了描述和比较,并利用Matlab软件对IGBT(两种第五代IGBT模块)的吸收电路进行了仿真,并给出了试验波形和优化的吸收电路参数选择。     

1140V链式STATCOM IGBT尖峰抑制与驱动电路设计

针对大功率链式STATCOM中的IGBT模块关断时产生的尖峰问题,本文首先对IGBT尖峰产生机理进行了详细的分析,在此基础上提出了低杂散电感和简化缓冲电路的设计.通过合适的器件选取和叠层母线的设计应用来降低回路中的杂散电感,再加上简化的缓冲电路,能够有效地抑制尖峰电压,保证IGBT工作在安全工作区内,减少系统损耗.给出...     

模块化多电平换流器型直流输电的调制策略

介绍了模块化多电平换流器(MMC)的拓扑结构和工作原理.对MMC可以使用的几种调制策略进行了比较,当MMC用于直流输电这样的高压大功率场合时,需要的电平数很多,而最近电平逼近调制(NLM)正适用于这类情况.提出了NLM在MMC中的实现方法,给出了计算NLM基波和各次谐波幅值的解析表达式,绘出了NLM的基波分量和总谐波畸变率随电平数和调制波幅值的变化而变化的情况.指出了当系统进入严重过调制区时,NLM性能会明显恶化.利用PSCAD/EMTDC下搭建的仿真系统对NLM的基波和谐波特性进行了仿真.理论计算和仿真结果均表明使用NLM策略的MMC在较大的工作范围内都具有很好的调制波跟踪能力和较低的谐波水平.     

基于DSP,FPGA,CPLD三电平高压变频器控制系统

三电平高压变频器的开关器件较多,拓扑结构相对复杂,因此逆变桥控制电路的设计是装置研发中的重点.提出了一种基于数字信号处理器(Digital Signal Processing,简称DSP),现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,简称FPGA)和复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device,简称CPLD)的新型控制系统硬件结构;介绍了该结构的设计思想和主要特点.在此基础上,通过DSP完成了改进的恒U/f控制策略,同时利用FPGA和CPLD实现了高性能全数字化的正弦脉宽调制(Sine Pulse Width Modulation,简称SPWM)信号发生、检测和故障闭锁.仿真和试验结果证明,所提出的硬件平台和控制方法具有更加安全、稳定和高效的性能,能够满足工程应用的要求.     

柔性直流输电系统换流器损耗与电压等级的关系研究

柔性直流输电一般采用模块化多电平换流器（MMC）,换流器损耗是衡量柔性直流输电系统的重要指标之一。推导了MMC子模块的通态损耗解析表达式、开关损耗解析表达式。从表达式可以看出,换流器损耗不仅与MMC子模块数量有关,还与柔性直流输电系统的容量、电压等级有关。详细分析了柔性直流输电系统容量与电压等级对换流器损耗的影响规律,得出了保证损耗最低的换流器输电电压等级的选取方式。仿真算例表明,采用所提方法确定的电压等级可以保证MMC换流器具有更低的损耗。