多导体段的电感参数计算方法
发布时间：2021-09-28 12:00
电感参数是导体回路载流后磁场的一种宏观电路等效,也是电路建模和分析的一个重要参数。在实际工程中,经常遇到在不知整个导体回路、但已知局部导体回路情况下的电流分布的问题。例如,柔性直流输电中得到广泛应用的高压大功率压接型IGBT器件,其内部由数十只芯片并联构成,在导通或关断瞬间,各个并联芯片的电流分布不仅与各个芯片的自身参数有关,而且还与各个芯片位置对应的电感参数有关,但并不知道该器件所在的整个导体回路。本文将这类问题称为多导体段问题。数十年来,许多学者对多导体段问题进行研究,并提出了基于虚拟假设回路的磁链法、基于空间磁场能量的能量法以及基于电位方程的部分元等效电路法。其中,磁链法和部分元等效电路法的电感参数计算公式一致,且计算速度比能量法快。但是,这两种方法和能量法在多导体段问题上的电感参数的计算结果不同,存在矛盾。本文针对多导体段的电感参数计算问题,通过对空间磁场能量与矢量磁位的分析,提出了一整套电感参数计算方法,可以准确地计算实际结构中多导体段的电感参数,能够准确地反映电流与空间磁场能量之间的关系。本文从三个层面依次递进进行了研究,并在实际问题中对所提方法进行了应用。首先,定义了多导...
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
IABB公司压接型IGB丁模块典型结构!29JFiga一1TypicalstructureofABBpress-packIGBT
图２－１?—种典型的多导体段模型??Ｆｉｇ．２－１?Ａ?ｔｙｐｉｃａｌ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｏｐｅｎ－ｌｏｏｐ?ｐｒｏｂｌｅｍ??以图２－１为例，图中结构是某一导体回路的其中一部分，两个外端面分别??记为＆与公，流向两个端面的传导电流分别记为？／〇和人２，模型尺寸远小于??波长。在计算电感参数时，本文定义此模型中流向端面的两个电流？／〇和处２会??分别在两个端面＆与＊处产生电荷的积累，所积累的电荷量分别记为…与％，??依据有如下两点??（１）模型应满足麦克斯韦方程等物理定律，因此在端面处也应该满足电流??连续性。根据电流连续性定理（２－１）式，推导可得端面上会积累随时间变化的电??荷，满足如（２－２）式所示边界条件。??１２??
?５?１０?１５?２０?２５?３０?３５?４０?４５?５０??ｘ／ｒ??图２－７空间中两种矢量磁位的比值分布??Ｆｉｇ．２－７?Ｒａｔｉｏ?ｏｆ?ｔｗｏ?ｖｅｃｔｏｒ?ｐｏｔｅｎｔｉａｌｓ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｓｐａｃｅ??取导体中垂线的区域进行分析，分别对不同粗细的导体进行计算，计算结??果如下图所示，纵坐标为与大小的比值，横轴为中垂线上的点距离导体??轴线的距离，以对数坐标表示。??Ｌ／ｒ＝０．５??°＇４５?＾?－ｅ－Ｌ／ｒ＝１??〇〇?＼Ｘｙ?Ｘ?刊＜??二?０．４＾?／?；?十?Ｌ／ｒ＝３??ｕ?ｑ?！?ｙ￥?ｖ／?Ｌ／ｐ＝５??＂ｏ．ｓｓｒ＂＇?／?／??？ｒ＾／?－??０．２５??，Ｘ＊??０＇２０?０．２?０．
【参考文献】：
期刊论文
[1]压接型IGBT器件内部压力分布[J]. 邓二平,赵志斌,张朋,黄永章,林仲康. 电工技术学报. 2017(06)
[2]压接式IGBT器件封装结构对并联芯片开通电流的影响与抑制[J]. 唐新灵,涂浩,崔翔,赵志斌,张朋. 电网技术. 2017(03)
[3]大功率压接式IGBT模块的热学设计与仿真[J]. 肖红秀,窦泽春,彭勇殿. 大功率变流技术. 2016(06)
[4]压接式IGBT模块的开关特性测试与分析[J]. 常垚,周宇,罗皓泽,李武华,何湘宁,张朝山. 电源学报. 2017(06)
[5]温度对压接型IGBT器件内部接触热阻的影响[J]. 邓二平,赵志斌,张朋,黄永章,李金元. 半导体技术. 2016(12)
[6]压接式IGBT器件内部并联支路瞬态电流均衡特性的研究[J]. 唐新灵,崔翔,赵志斌,张朋,温家良,张睿. 中国电机工程学报. 2017(01)
[7]压接型IGBT封装寄生参数对芯片开通过程中的均流影响分析[J]. 张睿,赵志斌,陈中圆,张朋,崔翔. 智能电网. 2016(04)
[8]压接式IGBT在电力系统应用特性分析[J]. 赵东元,刘江. 电力电子技术. 2015(12)
[9]脉冲电流测量方法分析与比较[J]. 张建永,胡耀元,贾云涛,岳伟,张胜强. 计测技术. 2015(03)
[10]我国大容量电力电子技术与应用发展综述[J]. 赵争鸣,袁立强,鲁挺,贺凡波. 电气工程学报. 2015(04)
博士论文
[1]IGBT功率模块封装可靠性研究[D]. 徐玲.华中科技大学 2016
[2]中高压功率IGBT模块开关特性测试及建模[D]. 陈娜.浙江大学 2012
[3]基于Rogowski线圈的大电流测量传感理论研究与实践[D]. 李维波.华中科技大学 2005
硕士论文
[1]超宽带天线及信道的等效电路建模研究[D]. 李甲子.浙江大学 2008
[2]基于超宽带应用的天线等效电路建模[D]. 沈捷.浙江大学 2006
本文编号：3411858
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
IABB公司压接型IGB丁模块典型结构!29JFiga一1TypicalstructureofABBpress-packIGBT
图２－１?—种典型的多导体段模型??Ｆｉｇ．２－１?Ａ?ｔｙｐｉｃａｌ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｏｐｅｎ－ｌｏｏｐ?ｐｒｏｂｌｅｍ??以图２－１为例，图中结构是某一导体回路的其中一部分，两个外端面分别??记为＆与公，流向两个端面的传导电流分别记为？／〇和人２，模型尺寸远小于??波长。在计算电感参数时，本文定义此模型中流向端面的两个电流？／〇和处２会??分别在两个端面＆与＊处产生电荷的积累，所积累的电荷量分别记为…与％，??依据有如下两点??（１）模型应满足麦克斯韦方程等物理定律，因此在端面处也应该满足电流??连续性。根据电流连续性定理（２－１）式，推导可得端面上会积累随时间变化的电??荷，满足如（２－２）式所示边界条件。??１２??
?５?１０?１５?２０?２５?３０?３５?４０?４５?５０??ｘ／ｒ??图２－７空间中两种矢量磁位的比值分布??Ｆｉｇ．２－７?Ｒａｔｉｏ?ｏｆ?ｔｗｏ?ｖｅｃｔｏｒ?ｐｏｔｅｎｔｉａｌｓ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｓｐａｃｅ??取导体中垂线的区域进行分析，分别对不同粗细的导体进行计算，计算结??果如下图所示，纵坐标为与大小的比值，横轴为中垂线上的点距离导体??轴线的距离，以对数坐标表示。??Ｌ／ｒ＝０．５??°＇４５?＾?－ｅ－Ｌ／ｒ＝１??〇〇?＼Ｘｙ?Ｘ?刊＜??二?０．４＾?／?；?十?Ｌ／ｒ＝３??ｕ?ｑ?！?ｙ￥?ｖ／?Ｌ／ｐ＝５??＂ｏ．ｓｓｒ＂＇?／?／??？ｒ＾／?－??０．２５??，Ｘ＊??０＇２０?０．２?０．
【参考文献】：
期刊论文
[1]压接型IGBT器件内部压力分布[J]. 邓二平,赵志斌,张朋,黄永章,林仲康. 电工技术学报. 2017(06)
[2]压接式IGBT器件封装结构对并联芯片开通电流的影响与抑制[J]. 唐新灵,涂浩,崔翔,赵志斌,张朋. 电网技术. 2017(03)
[3]大功率压接式IGBT模块的热学设计与仿真[J]. 肖红秀,窦泽春,彭勇殿. 大功率变流技术. 2016(06)
[4]压接式IGBT模块的开关特性测试与分析[J]. 常垚,周宇,罗皓泽,李武华,何湘宁,张朝山. 电源学报. 2017(06)
[5]温度对压接型IGBT器件内部接触热阻的影响[J]. 邓二平,赵志斌,张朋,黄永章,李金元. 半导体技术. 2016(12)
[6]压接式IGBT器件内部并联支路瞬态电流均衡特性的研究[J]. 唐新灵,崔翔,赵志斌,张朋,温家良,张睿. 中国电机工程学报. 2017(01)
[7]压接型IGBT封装寄生参数对芯片开通过程中的均流影响分析[J]. 张睿,赵志斌,陈中圆,张朋,崔翔. 智能电网. 2016(04)
[8]压接式IGBT在电力系统应用特性分析[J]. 赵东元,刘江. 电力电子技术. 2015(12)
[9]脉冲电流测量方法分析与比较[J]. 张建永,胡耀元,贾云涛,岳伟,张胜强. 计测技术. 2015(03)
[10]我国大容量电力电子技术与应用发展综述[J]. 赵争鸣,袁立强,鲁挺,贺凡波. 电气工程学报. 2015(04)
博士论文
[1]IGBT功率模块封装可靠性研究[D]. 徐玲.华中科技大学 2016
[2]中高压功率IGBT模块开关特性测试及建模[D]. 陈娜.浙江大学 2012
[3]基于Rogowski线圈的大电流测量传感理论研究与实践[D]. 李维波.华中科技大学 2005
硕士论文
[1]超宽带天线及信道的等效电路建模研究[D]. 李甲子.浙江大学 2008
[2]基于超宽带应用的天线等效电路建模[D]. 沈捷.浙江大学 2006
本文编号：3411858
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