高压大容量变换器中母排的优化设计.pdfVIP

维普资讯 2008年 8 月 电 工 技 术 学 报 V01．23 NO．8 第23卷第 8期 TRANSACTIONSOFCHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Aug． 2008 高压大容量变换器中母排的优化设计 易 荣 赵争鸣 袁立强 (清华大学电力系统国家重点实验室 北京 100084) 摘要 母排的分布 电感是影响高压大容量变换器中半导体器件可靠运行的重要因素。以一台 基于集成门极换流晶闸管的三电平变换器中的母排为研究对象，采用部分元等效电路法建立母排 模型，提出一种低感低影响母排布局和分配的设计方法，并将该方法用于实际系统中。提出一种 新的母排结构，其仿真结果与原有结构的实验、仿真结果对比表明，采用本文所提出的母排设计 方法，可有效地减小母排的分布 电感及其对开关器件电压应力的影响。 关键词：变换器 母排 分布电感 布局设计 分配设计 中图分类号 ：TM464 BusbarOptimizationDesignforHighPowerConverters Y／Rong ZhaoZhengming YuanLiqiang (TheStateKeyLaboratoryofPowerSystem TsinghuaUniversity Bering 100084 China) Abstract Busbarshaveseriousinfluence on thereliability ofsemiconductordevicesin high powerconverters．Thebusbarsinan IGCT-based high powerthree·levelconverterarestudied．The busbars’modelisdevelopedbyemployingpartialelementequivalentcircuit(PEEC)technique．A low—inductanceand low-effectdesign methodofbusbarisproposed．Based on themethod，anew structure ofthebusbarisobtained．Thesimulation and experimentalresultsprove thatthebusbar designmethodproposedinthispapercanreducethedistributedinductanceandtheinducedvoltage peakontheswitcheseffectively． KeywordstConveNer，busbar，distributedinductance，layoutdesign，assignmentdesign 善和充分，简单结构如两 电平和斩波电路拓扑等研 1 引言 究较多[4-5]，复杂结构如三电平电路拓扑等研究少； 电力电子变换器中的连线 电感会在开关器件动 焊接结构器件如 IGBT和 MOSFET模块等研究较 作时，由于电流快速变化而感应电压尖峰，造成严 多[6-7]，平板压接结构器件如集成 门极换流 晶闸管 重的电磁干扰和增大器件 电压应力[1-21。随着功率等 (IGCT)[驯等研究少。 级的提高，大容量变换器连接导线尺寸增大 ，距离 本文以一 台基于 IGCT的高压大容量三电平变 换器中的母排为研究对象。采用基于部分元等效电 增长，导致不期望的连线电感增大。合理设计变换 路