dstatcom中igbt关断过电压的研究与防护

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1、专业硕士学位论文DSTATCOM中IGBT关断过电压的研究与防护StudyandProtectionofTurn-offOvervoltageofIGBTinDSTATCOM李佩颖2014年3月国内图书分类号：TM761学校代码：10079国际图书分类号：621.3密级：公开专业硕士学位论文DSTATCOM中IGBT关断过电压的研究与防护硕士研究生：李佩颖导师：常鲜戎教授申请学位：工程硕士专业领域：电气工程培养方式：全日制所在学院：电气与电子工程学院答辩日期：2014年3月授予学位单位：华北电力大学Clas

2、sifiedIndex:TM761U.D.C:621.3ThesisfortheMasterDegreeStudyandProtectionofTurn-offOvervoltageofIGBTinDSTATCOMCandidate：LiPeiyingSupervisor：Prof.ChangXianrongSchool：SchoolofElectricalandElectronicEngineeringDateofDefence：March,2014Degree-Conferring-Institutio

3、n：NorthChinaElectricPowerUniversity华北电力大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《DSTATCOM中IGBT关断过电压的研究与防护》，是本人在导师指导下，在华北电力大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：日期：年月日华北电力大学硕士学位论文使用授权书《DSTA

4、TCOM中IGBT关断过电压的研究与防护》系本人在华北电力大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归华北电力大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解华北电力大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权华北电力大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于(请在以下相应方框内打“√”)：保密□，在年解密后适用本授权书不保密□作者签名：日期：年

5、月日导师签名：日期：年月华北电力大学硕士学位论文摘要配电网系统中，存在大量的无功功率和各次谐波，不仅增加了电网损耗，而且威胁到了电网安全运行。配电网静止同步补偿器DSTATCOM，是一种新型的补偿装置，以其快速、精确补偿等优良特性得到了国内外科学研究和工程应用的广泛关注。目前，DSTATCOM中大多选用IGBT作为主电路的功率开关器件。但是由于DSTATCOM多采用PWM控制，功率开关器件的正常工作对DSTATCOM的安全运行起到决定性作用。然而，IGBT开关频率非常高，容易引起开关损耗、过大的冲击电流和冲

6、击电压等问题，这会缩短IGBT的使用寿命，甚至造成IGBT的损坏。因此，为了保证功率管IGBT和DSTATCOM的安全工作，分析研究DSTATCOM中IGBT关断过电压问题并寻求相应防护措施，具有十分重要的意义。首先，本文通过分析三相四线制DSTATCOM中IGBT的控制原理和工作方式，明确了关断过电压的产生机理，是由于主电路中分布电感的存在，当流经IGBT电流迅速变化时，电路中随之产生尖峰电压，速度施加在IGBT上。考虑到电路中分布参数的不可消除性，采用能量转移再释放的思想，结合IGBT常用保护措施和所需

7、研制的三相四线制DSTATCOM的实际情况，确定采取在主电路上加装缓冲电路的方式吸收并抑制关断过电压。接着，根据缓冲电路工作原理和常见拓扑结构，选取三种不同拓扑结构的缓冲电路，并利用能量守恒原理和电路理论计算出各缓冲电路中参数的理论值。利用MATLAB/SIMULINK平台，建立包含缓冲电路的DSTATCOM仿真模型，对加装三种不同拓扑结构的缓冲电路的DSTATCOM进行仿真实验，从对过电压的吸收效果和功耗角度分析对比后选取最合适拓扑结构。针对选定的拓扑结构，从缓冲电路的吸收效果、功耗和体积等方面，在参数的

8、理论计算值基础上，进行分组仿真实验，通过对仿真结果的分析和对比，确定了最终元件参数。最后，成功研制的DSTATCOM装置中应用到本文设计的缓冲电路。通过对DSTATCOM进行动模实验结果，证明了DSTATCOM中IGBT缓冲电路的可行性和正确性。DSTATCOM的良好挂网运行状态也验证了缓冲电路的有效性和实用性。关键词：DSTATCOM；IGBT；关断过电压；缓冲电路I华北电力大学硕士学位论文AbstractIn