一种适用于混合式高压直流断路器负载换流开关的新型缓冲电路

基于混合式高压直流断路器的工作原理,提出了一种新型的负载换流开关缓冲电路。该电路通过2个绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的简单控制,在混合式高压直流断路器分闸时,能阻断缓冲电容经超快速机械开关的放电通路;在混合式高压直流断路器短时间多次动作时,能保证缓冲电容每一次过电压的吸收效果,提高混合式高压直流断路器的速动性和可靠性。     

IGBT缓冲电路的设计

介绍了大功率ＩＧＢＴ逆变器绘冲电路的设计方法,并给出一些实用的缓冲电路型式和参数。     

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。     

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...     

IGBT逆变器缓冲电路的设计

分析了IGBT逆变器缓冲电路的工作原理，推导出缓冲电路各元件的参数计算公式，预见了缓冲电路在关断过程中的2次电压尖峰，并对其仿真验证。     

IGBT的瞬态保护和缓冲电路

IGBT绝缘栅双极性功率晶闸管是MOS管同双极性晶体管结合的产物 ,一般的IGBT模块都是几合一或一个IGBT一个续流二极管集成而成 ,IGBT的栅压不能过高 ,过高很容易击穿 ,所以IGBT的门极都并联两个反并联 15V～ 18V的稳压二极管。同时由于人体电容很小 ,积累少量电荷就能产生高压 ,所以尽量避免用于触摸IGBT的引脚 ,同时 ,在IGBT没有接入电路中长期放置时 ,应将其门极同阴极短路 ,在使用中要尤其注意IGBT的瞬态保护 ,否则很有可能损坏IGBT。     

高压IGBT在di/dt缓冲电路中的短路特性

di/dt缓冲电路中较高的开通电感使IGBT短路特性在两种短路模式下有明显的不同,由于短路开通时集电极-发射极电压的急剧减小,IGBT短路模式一中的特性变得格外重要,而且还引起VCE变陡峭的去饱和过程。本文描述了该失效模式中IGBT特性,并给出了快速检测这种失效的两种备选方案。利用大面积高压压封IGBT模块及单IGBT芯片进行验证测试。     

双IGBT缓冲吸收电路研究

为提高电动汽车双向功率变换器的工作效率和使用寿命,提出双IGBT缓冲吸收电路。针对双RCD型缓冲吸收电路,详述了IGBT关断过程C-E端过电压产生的原因,给出了电路缓冲电容和电阻的确定方法,讨论了不同门极驱动电阻下电路的缓冲吸收效果,通过计算和实验调整确定了电路相关元件参数,指出了IGBT温升设计及其安装的注意事项。实验研究结果表明,双RCD型缓冲吸收电路可显著降低IGBT关断过电压,具有良好的缓冲吸收效果,可保证其安全性、可靠性和稳定性。     

IGBT过电压产生机理分析及RC缓冲电路的设计

由于IGBT经常工作于高频状态,因此对其关断过电压的抑制就显得尤为重要。对IGBT关断过电压的产生机理进行了分析,对常用的3种缓冲电路进行简单介绍,并且重点对RC缓冲电路的工作原理及参数确定进行了理论分析。搭建了用于测试IGBT动态特性的电路模型,并通过Multisim对RC缓冲电路进行了仿真与分析,验证了RC缓冲电路的吸收特性。     

基于IGBT软关断的混合式限流断路器结构与分析

回顾了混合式限流断路器的发展,针对4000 A/400V低压场合,提出了一种新型的基于绝缘栅双极晶体管(IGBT)软关断技术的混合式限流断路器的结构,在保证能迅速切断故障的同时兼顾了IGBT的瞬间特性,这种结构具有简单、实用的特点.文中介绍了其工作原理及设计要点,并进行了相关的仿真实验,在此基础上分析了混合式限流断路器的性能参数.实验表明,它综合了机械式断路器和固态开关的优点,可以在故障发生后极短时间内达到限制短路电流增大的目的,将在电力系统中得到更广泛的应用.     

短路故障下直流固态断路器缓冲电路的设计

在低压直流微电网发生短路故障时,直流固态断路器(Solid-state circuit breaker, SSCB)可以快速有效地将故障区域隔离,然而它自身的安全可靠性依赖于缓冲电路。由于SSCB上的缓冲电路的侧重点是过电压抑制能力和故障能量的快速吸收,而不是减少缓冲电路的损耗,所以不能直接使用适用于变换器器件的传统缓冲电路设计方法。因此,提出一种拥有过电压抑制能力的SSCB缓冲电路的设计方法。针对放电阻止型RCD缓冲电路进行保护动作后缓冲机理分析,选定三种性能指标并给出详细的参数设计步骤,然后选定工况计算出合适的缓冲参数。最后通过实验验证了上述分析结果的正确性和放电阻止型缓冲电路的有效性。     

混合式限流断路器的研究与发展

电力电子技术的进步与新型器件的出现为电力系统的发展提供了新的机会。概括了目前混合式限流断路器(HCLCB)的基本工作原理及其在国内外发展状况,详细介绍了基于不同器件的HCLCB的拓扑结构,诸如自然换流式及强迫换流式HCLCB,并分析了相应的技术特点,同时还从机械结构及故障电流检测的角度阐述了HCLCB设计要点,希望能为HCLCB的设计提供参考。     

混合式转换开关换流电路设计与性能研究

机械开关技术是电力系统进一步向用户提供高质量电能的瓶颈,为此,在介绍混合式转换开关的工作原理及其动作过程的基础上,重点介绍了其中关键的换流电路,包括缓冲电路、吸收电路及放电复位电路的设计及相关参数的计算。仿真及样机实验的结果表明:混合式转换开关比传统机械式转换开关特性更好:快速导通,快速分断及限压等,故混合式技术在转换开关的设计与应用中具有重要的意义与广阔前景。     

城市轨道交通1 800 V高速混合式直流断路器研制

为解决城市轨道交通直流牵引系统短路故障电流上升率高、短路峰值大、难以快速开断的问题,设计了1800 V/10 kA高速混合式直流断路器,并提出了其高速开断策略。高速混合式直流断路器整体方案选用零电压型混合式直流断路器拓扑结构,采用快速斥力机构提升断路器响应速度,重点对真空电弧电流转移特性、真空短间隙介质恢复特性与绝缘栅双极型晶体管(IGBT)短脉冲开断裕量等关键基础特性进行研究,得到上述关键特点的影响规律,基于此提出了混合式直流断路器高速开断策略和算法。研制了1800 V/10 kA高速混合式直流断路器,进行了初步实验验证,研究结果表明,高速开断策略可实现全分断时间小于2 ms,并通过理论推导得到IGBT短脉冲开断裕量可以达到5倍以上。     

Parametric analysis of the hybrid HVDC circuit breaker

The hybrid circuit breaker design offers a fast low-loss operation that can be of paramount importance for the development of future meshed HVDC systems. This paper summarizes the main results obtained from a parametric analysis based on a simplified representation of both the circuit breaker and the test system. The main goals are to investigate the operation of the new device when running as a fault-current limiter and find out the influence that some breaker and system parameters (e.g. prospective short-circuit current in the test system, operation time of the mechanical switch, cable length, fault position, rated voltage of arrester) can have on the overcurrents and overvoltages that will occur during breaker operation. The results derived from this study can be useful for choosing some breaker parameters and to lesser extent for improving the breaker design.     

新型混合型限流断路器在直流电力系统中的限流特性研究

针对直流电力系统高di/dt短路电流难以分断的问题,开展了基于高速斥力开关的混合型限流断路器在直流电力系统中的应用研究.对限流断路器的工作原理、参数设计以及高速斥力开关的动作特性进行了分析,采用EMTP仿真分析了限流断路器在不同短路电流上升率下的限流特性.仿真结果表明限流断路器可将预期100 kA、时间常数5 ms的直...     

基于IGBT的混合式自动转换开关研究

对目前国内外自动转换开关的发展情况以及性能进行了分析和比较,在深入研究新型混合式断路器的基础上,阐述了一种基于IGBT混合式自动转换开关(HATS)的结构和工作原理,重点研究了该HATS的本体开关部分的合闸、分闸及限压特性,针对其动作特性,搭建实验平台模拟了该HATS的并联切换和串联切换方式,并具体分析和比较了2种不同切换方式的性能,实验结果表明:该HATS在保持机械转换开关静态特性的同时,其合闸和分闸动作的快速性、一致性及动作时的限压性能均得到改善。     

一款采用无源无损缓冲电路的新颖充电器

传统R.C.D吸收电路或称缓冲电路,利用电阻R吸收多余电能并转变成热量散发,降低了电路效率,增加了电子装置散热负担,不能适合许多要求高的场合。若能将此种损耗减少甚至消除,则将极大地改善整个装置的工作状况,提高可靠性。利用无源器件L.C和二极管D构成的无源无损缓冲器,没有电阻R,而且能将多余的能量反馈回电源,提高了电路的效率,增加了装置的可靠性。介绍了采用该种技术的单端反激式充电器的使用效果良好。实践证明,无源无损缓冲电路,较之传统的R.C.D缓冲电路,由于没有电阻R,发热少,效率高,工作可靠,比较适合一些高要求的场合。     

基于真空灭弧室与SF6灭弧室串联的混合断路器

论述了基于真空灭弧室和SF6灭弧室串联的混合断路器开断能力提高的原理,分析了混合断路器两灭弧室的介质恢复过程。结合混合断路器开断能力提高的机理提出了混合断路器对其操动控制机构的要求,设计了一种基于真空灭弧室与SF6灭弧室串联的光控模块式混合断路器实验模型。实验模型能满足分析混合断路器中真空灭弧室与SF6灭弧室在不同时刻协同动作开断容量增益特性的要求,其协同动作时间分散性在微秒级。实验对比了SF6断路器与基于相同SF6灭弧室串联真空灭弧室的混合断路器短路电流开断能力,证明在不增加SF6气体使用量的前提下,混合断路器具有比SF6断路器更加优越的开断能力。