• 串聯均壓技術-液壓滾圓機縮管機張家港鋼管滾圓機滾弧機折彎機縮
    作者:lujianjun | 來源:歐科機械 | 發布時間:2019-02-06 15:43 | 瀏覽次數:

    電力電子器件的串并聯是目前解決和實現高壓、大功率直流斷路器、電力電子變換器的主要組合方式。為此,圍繞適用于高壓直流開斷的電力電子器件串并聯技術,開展了面向瞬態開斷的多器件靜態及動態均壓技術研究。首先,分析了集成門極換流晶閘管(integrated gate-commutated thyristor,IGCT)串聯不均壓原因及IGCT串聯均壓技術,以給出適用于直流開斷的IGCT串聯均壓方案;其次,分析了緩沖電容、緩沖電阻和關斷觸發時間的差異對均壓特性的影響;最后,搭建4個IGCT串聯的電力電子閥組并進行實驗驗證。研究結果表明:(1)適用于直流開斷的IGCT串聯靜態均壓可通過并聯靜態均壓電阻實現,負載側動態均壓可通過并聯緩沖阻容電路的無源緩沖方法實現;(2)緩沖電容越大、緩沖電阻越小,過電壓就越小;觸發信號時間差越大,不均壓程度就越大;(3)10.5 k V/1.5 k A閥組開斷實驗不均壓系數為5.71%,均壓效果良好;(4)基于模塊化電力電子串聯閥組,進行了混合式直流斷路器整體聯調實驗,3.0 ms時間后關斷短路電流為3.6 k A,關斷產生過電壓為21 k V。通過實驗驗證了適用于高壓直流開斷的IGCT串聯閥組均壓方案的可行性,可以為實現瞬態開斷的模塊化電力電子串聯閥組工程應用提供技術基礎本文首先分析IGCT串聯不均壓原因及IGCT串聯均壓技術,接著給出適用于直流開斷的IGCT串聯均壓方案,通過仿真分析串聯均壓特性,最后通過實驗驗證。1直流斷路器系統方案目前直流斷路器的研究尚停留在理論研究和樣機研制階段,斷路器開斷容量有限,缺少低成本、商業化的直流斷路器。直流斷路器根據工作原理,主要可以分為3種:機械式直流斷路器、固態直流斷路器和混合式直流斷路器[11-13]。1.1整體方案清華大學提出一種基于耦合負壓電路與電力電子開關串聯的低損耗強制換流混合式直流斷路器設計方案,如圖1所示,結合了快速機械開關和固態開關的優點,通態損耗低,開斷特性好[14-16]。該方案中:機械開關支路采用真空滅弧室, 本文有公司網站全自動縮管機采集轉載中國知網整理  http://www.bonjoourmarie.com 串聯均壓技術-液壓滾圓機縮管機張家港鋼管滾圓機滾弧機折彎機縮管機采用電磁操動機構和電磁緩沖機構,能夠實現ms級快速分斷并恢復足夠的絕緣強度;電力電子器件串并聯閥組采用IGBT或者IGCT串并聯使用,同時串聯耦合負壓電路以保證換流過程的快速性和可靠圖1混合斷路器整體設計方案示意圖適用于直流開斷的IGCT串聯均壓技術413圖4IGCT串聯閥組整體方案CT串聯閥組特性仿真選用PSCAD仿真軟件,建立IGCT串聯閥組功能模型,以此分析電路參數對IGCT串聯閥組開關特性和串聯均壓特性的影響。1)單個IGCT仿真分析對單個IGCT進行開通關斷過程仿真,在IGCT兩端并聯Rs為1Ω、Cs為3μF的RC緩沖電路,電壓Us為2.5kV,電流Is為1kA,仿真結果如圖5所示,關斷過電壓為2.85kV。改變電路參數進行仿真對比,表3、表4分別總結了2個IGCT緩沖電阻Rs、緩沖電容Cs差異對關斷效果的影響,其中ΔU為配置緩沖支路前后電壓差。由仿真結果可知,RC緩沖支路可以有效地減小關斷電壓尖峰,緩沖電容越大、緩沖電阻越小,過電壓就越;MOV可以對IGCT的關斷過電壓進行鉗位保護。2)2個IGCT串聯仿真分析對2個IGCT串聯進行仿真,母線電壓為5kV,負載電阻為5Ω,限流電感為20μH,緩沖電阻為1Ω,緩沖電容為0.5μH,2個IGCT的導通壓降、泄漏電流、關斷延遲時間以IGCT出廠測試結果為準,如表5所示。由于2個IGCT關斷延遲時間相同,所以為分析關斷延遲時間差異對均壓效果的影響,給IGCT2的關斷信號加500ns延遲時間,仿真結果如圖6所示。圖6中,帶小方塊的曲線為關斷過程中2個IGCT的壓差(Us1Us2),最大為1.9kV。改變電路參數進行仿真對比,表6總結了2個IGCT關斷觸發時間差異Δt對關斷效果的影響。圖5單個IGCT開通/關斷仿真結果串聯均壓技術-液壓滾圓機縮管機張家港鋼管滾圓機滾弧機折彎機縮管機 本文有公司網站全自動縮管機采集轉載中國知網整理  http://www.bonjoourmarie.com 

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