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类型开关磁阻电机功率变换器IGBT关断电压尖峰的分析与抑制.pdf

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    关 键  词:
    开关 磁阻 电机 功率 变换器 IGBT 断电 尖峰 分析 抑制
    资源描述:
    第1期
    机电元件
    Vol 32 No I
    2012年2月
    ELECTROMECHANICAL COMPONENTS
    Feb,2012
    试验与检
    开关磁阻电机功率变换器IGBT
    关断电压尖峰的分析与抑制
    丁小刚,程晶晶
    (中国矿业大学信电学院,江苏徐州,221008)
    摘要:本文针对开关磁阻电机(SRM)功率变換器中的 IGBT在关断时出现的尖峰电压进行了分析,就如何
    抑制 IGBT关断尖峰电压提出了解决方法,并分别从减小主电路杂散电感和减小ICBT关断时电流的变化率两个
    方面出发,在结构上使用多组电解电容和叠层母排,以便减小換流回路,从而减小杂撒电感。在驱动方面使用
    有源嵌位技术,减小ICBT关断时的电流变化率。
    关键词:开关磁阻;功率変换器;尖峰电压;有源位
    Doi:10.3969/j.iss.1000-6133.2012.01.0010
    中图分类号:TM92
    文献标识码:A文章编号:1000-6133(2012)01-0036-05
    Analysis and suppressing of IGBT
    turn -off voltage spike of power converter
    DING Xiao-gang, CHIENG Jing-jing
    School of Information and Electrical Engineering of CUMT, Xuzhou Jiangsu 221008
    Abstract: This paper analyses IGBT turn-off spike voltage of power converter, and points out a resolution to
    suppress IGBT turn-off voltage spike. The paper, based on reducing stray inductance of main circuit and the rate
    of change of the collector current at IGBT turn -off voltage spike, discusses using multiple sets of electrolytic ca
    pacitors and laminated bus bar in the structure in order to reduce the commutation circuit and the stray inductance
    of the main circuit, and uses the active clamp technique in the driver circuit to reduce the rate of change of the col-
    lector current
    Keywords: switched reluctance; power converter; spike voltage; active clamp
    到了迅速发展。功率变换器是开关磁阻电机调速系
    统的关键部分,在大功率功率变换器中,IGBT安
    开关磁阻电机调速系统(SRM)因结构简单、全稳定的工作对整个系统起着极其重要的作用。由
    坚固,以及电力电子技术和控制技术的大力发展得于GBT关断的时候电流变化率很大,会因为主电
    收稿日期:2011-11-26
    万方数据
    第1期
    了小刚等:开关磁阻电机功率变换器ICBT关断电压尖峰的分析与抑制
    路中存在的杂散电感,导致ICBT在关断的时候有压,是尖峰电压。
    很大的尖峰电压,容易损坏IGBT。所以,为了使
    di
    功率变换器能够正常稳定地运行,需要对IGBT关
    dt
    断尖峰电压进行分析和抑制。
    式中,L,包括主电路母排上的电感L和
    功率器件和电解电容内部的电感。
    2功率变换器关断尖峰电压的分析
    3尖峰电压的抑制
    ICBT的尖峰电压主要发生在ICBT关断的时
    候,对关断时的状态进行分析。
    由公式(2)可知,影响尖峰电压有两个方面
    图1是功率变换器一相的电路2),其中4因素,即电路的杂散电感和关断CBT时电流的变
    和ム是主电路母排上面的电感。当和っ都开通化率
    的时候,电流讠通过和2,如图1所示;当n1
    在电路杂散电感方面,功率器件模块和电解电
    和都关断的时候由于电流不能突变,电流会通容的内部电感在器件选择好之后是确定的。所以,
    过续流二极管,和m2续流,如图2所示,即三尽量选择奇生电感较小的器件。主电路母线电感主
    极管,和u会导通。这时,加在和两端的要受两个方面的影响:
    电压是电源电压和尖峰电压之和(公式1)(续流
    (1)、导线的选择:一般选择铜排,铜排所引起
    二极管的导通压降远远小于电源电压可以忽略)。
    的自感和互感都比一般的导线要小得多。
    直流侧电解电容与功率器件所包围的回路
    面积。由电磁理论可知,一个闭合回路中电感的大
    小主要与磁路的环路面积有关,所以要尽量减小回
    路面积。
    根据分析可知,要减小主电路母线电感,主要
    解决直流侧电容与功率器件所包围的回路面积问
    题,在结构上尽量减小回路面积。
    图1v1和v2导通时的电流流向
    庄电路母线

    Vvv绕组
    图2v1和v2关断时的电流流向
    图3回路面积示意图
    尖峰电压的产生是由于流过υ1和2的电流在
    为了使杂散电感比较小,一般选择使用CBr
    关断瞬间变为0,电流变化率很大。在这种情况和续流二极管集成的功率器件,使用的两种器件原
    下,电路中的杂散电感就会引起比较大的尖峰电压理图如图4所示。
    (公式2)。这可能导致>Lm,损坏ICBT。
    使用两组电解电容三相开关磁阻电机功率变换
    uo=ud uomenhoot
    1)器主电路在结构上原理图如图5所示,这是两组电
    式中,4是IGBT两端的电压,2是电源电解电容所能达到最好的效果,但是回路面积比较
    万方数据
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