DSTATCOM中IGBT關斷過電壓的研究與防護.pdf

1、配電網系統(tǒng)中,存在大量的無功功率和各次諧波,不僅增加了電網損耗,而且威脅到了電網安全運行。配電網靜止同步補償器DSTATCOM,是一種新型的補償裝置,以其快速、精確補償等優(yōu)良特性得到了國內外科學研究和工程應用的廣泛關注。目前,DSTATCOM中大多選用IGBT作為主電路的功率開關器件。但是由于DSTATCOM多采用PWM控制,功率開關器件的正常工作對DSTATCOM的安全運行起到決定性作用。然而,IGBT開關頻率非常高,容易引起開關損耗

2、、過大的沖擊電流和沖擊電壓等問題,這會縮短IGBT的使用壽命,甚至造成IGBT的損壞。因此,為了保證功率管 IGBT和DSTATCOM的安全工作,分析研究DSTATCOM中IGBT關斷過電壓問題并尋求相應防護措施,具有十分重要的意義。
　　首先,本文通過分析三相四線制DSTATCOM中IGBT的控制原理和工作方式,明確了關斷過電壓的產生機理,是由于主電路中分布電感的存在,當流經IGBT電流迅速變化時,電路中隨之產生尖峰電壓,速度施

3、加在IGBT上?？紤]到電路中分布參數的不可消除性,采用能量轉移再釋放的思想,結合IGBT常用保護措施和所需研制的三相四線制 DSTATCOM的實際情況,確定采取在主電路上加裝緩沖電路的方式吸收并抑制關斷過電壓。
　　接著,根據緩沖電路工作原理和常見拓撲結構,選取三種不同拓撲結構的緩沖電路,并利用能量守恒原理和電路理論計算出各緩沖電路中參數的理論值。利用MATLAB/SIMULINK平臺,建立包含緩沖電路的DSTATCOM仿真模型,

4、對加裝三種不同拓撲結構的緩沖電路的DSTATCOM進行仿真實驗,從對過電壓的吸收效果和功耗角度分析對比后選取最合適拓撲結構。針對選定的拓撲結構,從緩沖電路的吸收效果、功耗和體積等方面,在參數的理論計算值基礎上,進行分組仿真實驗,通過對仿真結果的分析和對比,確定了最終元件參數。最后,成功研制的DSTATCOM裝置中應用到本文設計的緩沖電路。通過對 DSTATCOM進行動模實驗結果,證明了 DSTATCOM中 IGBT緩沖電路的可行性和正確