IGBT模块电气模型及实时仿真研究.pdfVIP

第 43卷第 2期 华 北 电 力 大 学 学 报 Vo1．43，No．2 2016年 3月 JournalofNoahChinaElectricPowerUniversity Mar．，2016 doi：10．3969／j．ISSN．1007—2691．2016．02．02 IGBT模块 电气模型及实时仿真研究 徐延明 ，赵成勇 ，徐 莹 ，刘启建 ，许建中 ，周 飞 (1．华北 电力大学 电气与 电子工程学院，北京 102206；2．国网智能 电网研究院，北京 102200) 摘要 ：IGBT模块中 IGBT与二极管各 自详细暂态 电气特性及相互影响少有研 究，因此提 出一种适于实时仿真 的 IGBT模块 电气模型。模型采用机理推导、电气等效、曲线拟合等方法在 PSCAD、SABER、SIMULINK等 电路仿真平台建模并基于 FPGA模型实时化 ，可以在纳秒级步长下模拟 IGBT模块 电压 电流尖峰 、拖尾 电流、 米勒平 台等暂态电气特性 。通过与 SABER 中通用模型仿真结果、实验 实测波形对 比分析 以及搭建的FPGA 实时仿真系统，验证 了IGBT模块 电气模型和参数提取方法的有效性，为进一步将模型应用于柔性直流输 电 系统仿真、电磁干扰及损耗分析、控制策略等研究打下了基础 。 关键词 ：绝缘栅双极性晶体管 (IGBT)；二极管；电气模 型；实时仿真 中图分类号 ：TM46 文献标识码 ：A 文章编号 ：1007—2691(2016)02—0008—09 Research on IGBT M oduleElectricalM odeland RealTimeSimulation XUYanming，ZHAOChengyong，XUYing，LIUQijian。，xuJianzhong，ZHOUFei (1．SchoolofElectricalandElectronicEngineering，NorthChinaElectricPowerUniversity，Beijing102206，China； 2．StateGridSmartGridResearchInstitute，Beijing102200，China) Abstract：TheexistingIGBT modelsfrom literaturesareratherdifficulttosimulatetheswitchingtransientandmutual influenceofIGBT anddiode．Tosolvethisproblem ．anIGBTmoduleelectricalmodelforrealtime simulation iSpro— posed．TheproposedmodelisrespectivelyimplementedonplatformsincludingPSCAD ，SABER，SIMULINK ，etc．by usingthetheoreticalanalysis，electric equivalence，curvefittingandothermeans．Theproposedmodelcan simulate thevoltageandcurrentspikes，tailcurrent，millerplatform andothercharacteristics．Theaccuracyandversatilityof theIGBTmoduleswitchingtransientmodelareverifiedbytherealizationofFPGA realtimesimulationsystem compa— ringthesimulationresultsrfom PSCADwiththatfrom SABER andexperimentalresults，whichmakesaofundationofr furtherapplicationreseareh on flexibleHVDC syst