干扰信号下IGBT的动态电磁特性研究与分析

发布时间：2017-04-25 10:13

  本文关键词：干扰信号下IGBT的动态电磁特性研究与分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：换流器件作为换流阀的核心器件,其在运行过程中会受到来自换流站中其他设备产生的各种电磁干扰,这种干扰信号会使换流器件由于过压或过流而损坏,最终导致换流失败,降低输电效率。因此研究开关器件的开关特性和干扰信号下的动态电磁特性对于整个换流阀系统的安全,防止其遭受电磁干扰是至关重要的。首先,本文针对Infineon公司的FF50R12RT4型IGBT模块(1200V/50A),根据传统的双脉冲法分析,设计了IGBT模块动态特性测试的实验回路,详细讨论了实验回路中各模块参数选型和设计,随后基于Matlab软件搭建了测试平台主回路仿真电路,验证了测试回路设计和参数选择的正确性,从而搭建了IGBT模块动态特性测试平台。然后,利用测试平台测试了不同母线电压和不同集电极电流下IGBT动态特性；在此基础上,提取了国标中规定的IGBT几个主要的动态参数,并对不同测试条件下开关损耗进行了处理；并从软件仿真和实验测试对比等方面分析了动态特性测试波形的正确性。最后,分析了IGBT在换流站中所受干扰信号种类、产生机理及抑制措施。本文具体从三个方面研究了干扰信号对IGBT动态电磁特性的影响,提取了干扰下IGBT的动态参数,为模型建立和干扰信号的抑制提供了基础。
【关键词】：IGBT动态特性 测试平台 电磁干扰信号 开关损耗
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN322.8;TM721.1
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 1 绪论10-14
• 1.1 选题背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.2.1 对于IGBT开关特性测试的研究11-12
• 1.2.2 开关元件干扰信号的研究现状12-13
• 1.3 本文的主要研究内容13-14
• 2 中压IGBT模块静态和动态特性测试14-32
• 2.1 引言14
• 2.2 IGBT静态特性测试14-18
• 2.2.1 IGBT静态参数介绍14-15
• 2.2.2 IGBT静态参数测试15-18
• 2.3 IGBT动态特性测试原理18-20
• 2.4 IGBT测试平台的设计20-31
• 2.4.1 母线预充电环节设计21-23
• 2.4.2 负载电感选型23-25
• 2.4.3 控制模块设计25-27
• 2.4.4 测量模块选型27-30
• 2.4.5 IGBT主电路的Matlab仿真30-31
• 2.5 小结31-32
• 3 电压电流测试结果及数据分析32-46
• 3.1 引言32
• 3.2 开关特性测试结果32-36
• 3.2.1 控制板输出电压测量32-33
• 3.2.2 不同母线电压下测量结果33-35
• 3.2.3 不同集电极电流下测量结果35-36
• 3.3 实验数据处理36-41
• 3.3.1 动态参数定义36-37
• 3.3.2 动态参数提取37-38
• 3.3.3 IGBT开关损耗38-41
• 3.4 仿真验证41-45
• 3.4.1 Pspice仿真软件简介41-42
• 3.4.2 主电路仿真结果42-45
• 3.5 小结45-46
• 4 干扰信号对IGBT动态特性的影响46-68
• 4.1 引言46
• 4.2 干扰信号分类、产生原理及抑制研究46-48
• 4.2.1 换流站电磁干扰信号的来源46-47
• 4.2.2 换流站电磁干扰信号的传输途径和信号模式47
• 4.2.3 换流站干扰信号的抑制47-48
• 4.3 驱动波形对IGBT动态特性的影响48-52
• 4.3.1 不同驱动波形下IGBT动态特性48-50
• 4.3.2 驱动波形与开关速度分析50-52
• 4.4 不同驱动脉冲频率对IGBT开关特性影响52-57
• 4.4.1 不同频率下集电极电压52-54
• 4.4.2 各个频率下对比结果54-57
• 4.5 双波头干扰波对IGBT开关特性的影响57-66
• 4.5.1 干扰波简介58-60
• 4.5.2 不同母线电压下测试结果60-64
• 4.5.3 干扰信号与无干扰信号下IGBT动态参数比较64-66
• 4.6 小结66-68
• 5 总结与展望68-70
• 5.1 总结68
• 5.2 展望68-70
• 参考文献70-74
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果74-78
• 学位论文数据集78

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