基于黑箱理论与传统等效电路的无源元件建模方法

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1、第30卷第6期中国电机工程学报Vol.30No.6Feb.25,20101122010年2月25日ProceedingsoftheCSEE©2010Chin.Soc.forElec.Eng.文章编号：0258-8013(2010)06-0112-05中图分类号：TM15文献标志码：A学科分类号：470·40基于黑箱理论与传统等效电路的无源元件建模方法孙海峰，崔翔，齐磊(华北电力大学电气与电子工程学院，北京市昌平区102206)ModelingMethodBasedonBlack-boxTheoryandTraditionalEquivalentCircuitforPassiveEle

2、mentsSUNHai-feng,CUIXiang,QILei(SchoolofElectricalandElectronicEngineering,NorthChinaElectricPowerUniversity,ChangpingDistrict,Beijing102206,China)ABSTRACT:Withtheapplicationofsemiconductorswitchin元件的宽频建模。powersystems,widebandmodelingofrelateddevicesis关键词：等效电路；黑箱理论；无源元件；阻抗综合necessarytoanalyzeth

3、eelectromagneticinterference.Thispaperpresentsanefficientmethodtomodelthepassivedevices0引言withtraditionalequivalentcircuitcombinedwithblack-box半导体开关型器件被广泛应用于高压直流输theory.Black-boximpedancewasobtainedbythesubtraction[1-3]电及柔性交流输电系统。研究表明，所有的电operationbetweenthemeasuredandthetraditionalmodel.力电子设备均

4、会产生不同程度的频带较宽的电磁Vectorfittingwasusedtoapproximatethisimpedanceandcircuitsynthesistheorywasappliedtoprovideequivalent骚扰，该电磁骚扰可能会对其它设备和系统形成干[2]circuits.Basedonthese,widebandmodelsofwater-cooled扰，所以，电力电子中的电磁兼容问题已经受到[1-6]resistor,anodereactorandcapacitorwerepresented.The越来越广泛的关注。如何建立电力电子相关无源resultss

5、howthatthisnewmethodenablesthedesignersto器件的宽频等效电路模型已经成为准确计算和分retaintheirexistingphysicalmodelswhileprovidingameans析电磁干扰水平的关键。等效电路的建模方法一般tocapturethehighfrequencyeffectsaccurately.分为2类：传统等效电路模型和黑箱模型。KEYWORDS:equivalentcircuit;black-boxtheory;passive传统等效电路模型是根据所需建模的器件或element;impedancesynthesis设

6、备的尺寸、材料、结构等计算出相关电阻、电容、电感(RLC)等效值，然后根据各元件的电气连接而摘要：电力电子装置中开关器件在开通和关断过程中会形成[7]宽频带的电磁干扰，如何建立相关器件的宽频等效电路模型建立的物理模型。该方法的优点是直观，每一个尤为重要。提出一种将黑箱理论与传统等效电路相结合的宽元件均有物理意义，在设计时，可以通过元件的灵频电路建模方法。该方法对测量所得阻抗与传统等效电路所敏度分析从而改变设计，使其满足设计要求。该方得阻抗进行求差运算获取黑箱模型阻抗，通过矢量匹配方法法的缺点是对于某些随频率变化的参数，在模型中对该阻抗进行有理函数逼近，应用阻抗综合理论建立等效电无法考

7、虑，在高频情况下，此类模型不准确。路。基于该方法，分别建立了高压直流输电换流阀组件内的[8-14]黑箱理论是一种纯数学的建模方法，其基水冷电阻、阳极电抗器以及电容器的宽频等效电路。结果表本思想：1）测量所需建模器件或设备的阻抗或散明，该方法既保留了传统等效电路参数的意义，又考虑了高射参数；2）对测量结果进行有理函数逼近，找出频情况下器件的频变效应，能够应用于电力电子系统内无源其极点和留数；3）对极点和留数进行分类处理，基金项目：国家自然科学基金项目(507