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并联有源电力滤波器保护的关键技术研究

作者:时间:2012-11-21来源:网络收藏

缓冲电路在设计安装中应注意以下事项:
(1)在进行装配时,要尽量降低主电路和缓冲电路的分布电感,而且接线越短越粗越好;
(2)关断时,必须控制在安全操作区域内;
(3)缓冲电容Cs应采用低感高频且性能良好的电容,引线应尽量短,可直接接在的端子上;
(4)缓冲电阻Rs应满足在下一次动作前将存储在缓冲电容Cs中的电荷放完的要求;
(5)缓冲二极管Ds应选用快开通和快恢复二极管,避免产生开通和反向恢复所引起的较大振荡
缓冲电容器的电容Cs可由下式求出:
g.JPG
式中,L为主电路的,这个参数要用专用的设备才能测出,本设计以1μH/m的估算结果作为计算值;I0为IGBT关断时的集电极电流,计算时取IGBT的额定电流的两倍2×150 A;Ed表示直流电源电压,取P—N间短路保护时的额定电压800 V;VCEP是缓冲电容器电压的最终到达值,一般取C—E间电压的0.9倍,即0.9X1 200 V。
通过计算可得,Cs为1.15 μF。由于以上的值为估算值,所以实际电容值应以此为基础,在实验的基础上确定最佳值。经大量实验,本系统最终采用了1 μF/1 200 VDC的高频薄膜电容作为缓冲电容。
缓冲电阻Rs一般可由下式求出:
h.JPG
式中,f为开关频率,取16.2 kHz作为计算值,把缓冲电容值1μF代入,即可得出缓冲电阻Rs的最大值为26.84Ω。
缓冲电阻Rs发生的损耗P与电阻值无关,一般可以由下式求出:
i.JPG
因此,本装置选择25 Ω/250 W的电阻作为缓冲电阻。
缓冲二极管Ds的选取应避免关断时严重的振荡,本文选择富士电机生产的ERG28-12。
此外,为了更好地吸收,实际应用时,应根据实际情况(例如容量、损耗等)选择混合缓冲电路,这样有助于取长补短,发挥各缓冲电路的优点。本文研制的APF样机就是采用C缓冲电路与放电阻止型RCD缓冲电路联合的方法,实际运行效果良好。缓冲电路电容两端的电压波形如图5所示,由图可见,电容两端电压较为平稳,无大幅度的尖峰电压;IGBT发射极与集电极间电压波动波形如图6所示,发射极与集电极间电压较为平缓,未出现多次振荡且幅值过大的过冲电压,表明该缓冲电路很好地吸收了所产生的尖峰电压,尖峰过压问题得到了解决。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/175994.htm

j.JPG



4 结语
可以有效治理电网谐波和补偿无功功率,本文所述的主电路优化方案以及C缓冲电路与放电阻止型RCD缓冲电路组成混合缓冲电路的设计方案,可以有效抑制寄生电感对系统的负面影响,并通过样机试验验证了设计的可行性,避免了由于过电压而导致IGBT的损坏问题,保证了并联有源电力滤波器的安全运行。


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