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并聯有源電力濾波器保護的關鍵技術研究

作者: 時間:2012-11-21 來源:網絡 收藏

緩沖電路在設計安裝中應注意以下事項:
(1)在進行裝配時,要盡量降低主電路和緩沖電路的分布電感,而且接線越短越粗越好;
(2)關斷時,必須控制在安全操作區(qū)域內;
(3)緩沖電容Cs應采用低感高頻且性能良好的電容,引線應盡量短,可直接接在的端子上;
(4)緩沖電阻Rs應滿足在下一次動作前將存儲在緩沖電容Cs中的電荷放完的要求;
(5)緩沖二極管Ds應選用快開通和快恢復二極管,避免產生開通和反向恢復所引起的較大振蕩。
緩沖電容器的電容Cs可由下式求出:
g.JPG
式中,L為主電路的,這個參數要用專用的設備才能測出,本設計以1μH/m的估算結果作為計算值;I0為IGBT關斷時的集電極電流,計算時取IGBT的額定電流的兩倍2×150 A;Ed表示直流電源電壓,取P—N間短路保護時的額定電壓800 V;VCEP是緩沖電容器電壓的最終到達值,一般取C—E間電壓的0.9倍,即0.9X1 200 V。
通過計算可得,Cs為1.15 μF。由于以上的值為估算值,所以實際電容值應以此為基礎,在實驗的基礎上確定最佳值。經大量實驗,本系統最終采用了1 μF/1 200 VDC的高頻薄膜電容作為緩沖電容。
緩沖電阻Rs一般可由下式求出:
h.JPG
式中,f為開關頻率,取16.2 kHz作為計算值,把緩沖電容值1μF代入,即可得出緩沖電阻Rs的最大值為26.84Ω。
緩沖電阻Rs發(fā)生的損耗P與電阻值無關,一般可以由下式求出:
i.JPG
因此,本裝置選擇25 Ω/250 W的電阻作為緩沖電阻。
緩沖二極管Ds的選取應避免關斷時嚴重的振蕩,本文選擇富士電機生產的ERG28-12。
此外,為了更好地吸收,實際應用時,應根據實際情況(例如容量、損耗等)選擇混合緩沖電路,這樣有助于取長補短,發(fā)揮各緩沖電路的優(yōu)點。本文研制的APF樣機就是采用C緩沖電路與放電阻止型RCD緩沖電路聯合的方法,實際運行效果良好。緩沖電路電容兩端的電壓波形如圖5所示,由圖可見,電容兩端電壓較為平穩(wěn),無大幅度的尖峰電壓;IGBT發(fā)射極與集電極間電壓波動波形如圖6所示,發(fā)射極與集電極間電壓較為平緩,未出現多次振蕩且幅值過大的過沖電壓,表明該緩沖電路很好地吸收了所產生的尖峰電壓,尖峰過壓問題得到了解決。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/175994.htm

j.JPG



4 結語
可以有效治理電網諧波和補償無功功率,本文所述的主電路優(yōu)化方案以及C緩沖電路與放電阻止型RCD緩沖電路組成混合緩沖電路的設計方案,可以有效抑制寄生電感對系統的負面影響,并通過樣機試驗驗證了設計的可行性,避免了由于過電壓而導致IGBT的損壞問題,保證了并聯有源電力濾波器的安全運行。


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