多功能變換器不同工作模式功率模塊熱分析.pdf

1、越來越多的可再生能源作為分布式發(fā)電(Distributed generation，DG)系統(tǒng)接入大電網，對并網變換器工作能力的要求也越來越高。為了降低分布式發(fā)電系統(tǒng)中電能質量的治理成本、提高并網變換器的性價比，多功能變換器被設計并開始廣泛應用。多功能變換器同時具備了輸出有功、無功補償和諧波抑制等功能，通常在輸出有功的基礎上將功率裕量用來補償無功或者諧波。然而不同的補償類型對功率器件造成的溫升不同，在不加控制時，很可能引起溫度過熱而燒壞器

2、件，從而影響系統(tǒng)的可靠性。針對這一問題本文對不同工況時多功能變換器功率器件的結溫進行了分析，并提出優(yōu)化控制策略使其工作在結溫安全范圍內。具體研究工作如下：
　　首先，簡單介紹了多功能變換器的國內外研究現狀，分析了對功率模塊損耗和熱的研究狀況。
　　其次，在分析IGBT的工作原理和運行特性基礎上指出其導通和開關過程中產生損耗的原因。功率損耗能產生熱量，使結溫升高，因此建立了電熱耦合模型的框架。在電模型中研究了IGBT和反并聯(lián)二

3、極管的導通、開關損耗計算方法；在熱模型中先介紹了傳熱的基礎理論，熱阻抗的影響因素，再在分析了兩種RC等效熱網絡的特點基礎上選取合適的Foster結構作為電熱轉換的等效模型。
　　然后，在電熱偶合模型的基礎上使用Matlab/Simulink建立電熱仿真模型。在保證變換器工作在額定功率的前提下，對工作在單一工作情況時IGBT和二極管的損耗和結溫變化進行了仿真分析。得出指令電流為諧波時造成損耗最大，結溫最高，有功指令電流次之，無功指令