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《北京交通大学》 2012年
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大容量三电平IGCT整流器的研究

潘宏伟  
【摘要】:高压、大容量的变流器应用越来越广泛,同时新型的器件和多电平拓扑结构在高压大容量方而优势明显。本文以三电平IGCT整流器为研究对象,对IGCT整流器桥臂的参数合理设计、桥臂组件的损耗及无损吸收回路在三电平电路上的应用、IGCT重触发等方面进行了深入的研究。 电力电子器件是电力电子电路的基础,本文根据IGCT器件的特点,搭建了一个IGCT功能模型,通过仿真和实际器件的波形相比对,证明此模型的正确性。由于IGCT器件的特殊性,在桥臂中需加入缓冲吸收电路,本文对缓冲吸收电路的参数合理的选取做了详尽的分析。并基于所建立的模型,对缓冲电路参数的影响做了仿真,验证了理论分析的正确性。电路中杂散电感的存在对IGCT器件的影响也很大,所以基于器件模型对杂散电感的影响也做了分析;从而更好的指导变流器的设计。 三电平IGCT变流器桥臂组件的损耗大小对合理选择水冷系统装置容量意义重大。本文以三电平NPC变流器的工作原理为基础,分析了开关管和二极管的主要损耗,同时还对缓冲回路和RC吸收回路的损耗也进行了详尽的计算。本文对能量回馈电路在三电平中的应用进行了探讨,比较了三种典型的无损吸收回路。通过分析和仿真,得出每种电路的优缺点。 IGCT器件的特殊性,决定了在IGCT应用于电压源型变流器时有着特殊的地方。本文从IGCT的结构特点出发,分析了IGCT的开通、关断原理以及驱动电路的工作原理,在此基础上分析了IGCT的重触发机理并指出了IGCT需要重触发的必要性。然后分析了内部重触发和外部重触发的工作原理以及应用场合。文中还提出了内部重触发阈值需合理设置,并提出一种实验方案来验证阈值是否设置合理。 最后本文介绍了3MW/3kVIGCT三电平变流器的研制;并对此变流器做了功率组件双脉冲实验和互馈实验;因电路的对称性,双脉冲实验主要做了T1和T3的双脉冲实验,验证了文中参数设计和理论分析的正确;通过整机互馈实验,进一步做了验证。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TM461

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