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基于PEBB概念的链式结构DSTATCOM换流模块设计

发布时间:2019-07-11 12:29
【摘要】:为提高链式结构DSTATCOM的补偿性能和可靠性,基于电力电子积木(PEBB)概念设计了其"即插即用"型基本功率单元——基于H桥逆变器的换流模块(HCM)。介绍HCM的主电路主要设计选型,并针对额定容量278 kW、电流600 A的HCM进行了结构和散热设计。为提高HCM工作灵活性和抗干扰能力,基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)设计模块控制器,实现对模块控制、检测和采样,采用专用驱动核芯片设计驱动电路工作,完善保护并提高模块稳定性。介绍了用于HCM测试的实验平台,在10 kV/±3 Mvar的DSTATCOM工业样机上运行所设计的HCM,验证了模块的各部分功能的运行性能和可靠性。
文内图片:HCM3D效果图散热器交流母线
图片说明: 位实现过压保护、驱动核电源故障等[12,16],,并将故障反馈控制单元。检测单元包括直流电压检测和IGBT过温检测,基本原理如图6所示。图6(a)中,直流电压检测电路通过压频转换芯片将模拟的直流电压信号Udc转换为数字化的频率信号,再经隔离电路送入控制单元处理;图6(b)中,过温检测电路利用IGBT内部负温度系数热敏电阻(NTC)特性,判断散热基板壳温,随吸收电容泄放电阻直流母线控制及状态显示接口IGBT支撑电容散热器交流母线模块控制器367mm500mm457mm质量:56.6kg图2HCM3D效果图Fig.23DimpressiondrawingofHCM图3散热器仿真结果Fig.3Simulativeresultsofheatsink53.2754.3159.7259.4356.03温度/℃59.8257.9756.1154.2652.4150.5648.7046.8545.0057.0857.94图4模块控制器结构Fig.4Blockdiagramofmodulecontroller复位电路接口单元复位供电单元电源状态直流电压信号系统控制器控制信号状态反馈信号HCM状态指示HCM状态控制信号CPLD控制单元桥臂故障PWM/使能驱动电路过温检测检测单元左桥IGBT右桥IGBT壳温信号光/电转换状态反馈信号过温故障电压检测频率信号驱动单元NTCNTC直流支撑电容PWMPWM
文内图片:模块控制器收发数据波形展开1μs/div(b)发送数据
图片说明: 教ǎ囡?实验平台测试模块各部分功能和可靠性。控制信号测试和满功率运行实验、模块连续运行实验验证了设计的正确性和模块性能。应用本文设计的HCM,在10kV/±3Mvar的DSTATCOM工业样机实验验证了模块的可靠性和适应性。参考文献:[1]杨昆,陈国柱.基于重复控制的DSTATCOM补偿电流控制[J].电力系统自动化,2013,37(10):80-85.第杨昆,等:基于PEBB概念的链式结构DSTATCOM换流模块设计7期整体2μs/div4μs展开1μs/div(a)接收数据整体50μs/div100μs展开1μs/div(b)发送数据图12模块控制器收发数据波形Fig.12Datasendingandreceivingwaveformsofmodulecontroller图15样机实验波形Fig.15Experimentalwaveformsofprototypeuc(a)2Mvar容性无功稳态波形icuc:5kV/divic:100A/divt:10ms/divuc(b)1.5Mvar容性-感性无功突变波形icuc:5kV/divic:100A/divt:10ms/divuc(c)电网电压突变波形icuc:5kV/divic:100A/divt:10ms/div电压:5V/div3.5μs0.6μst:1μs/div图13IGBT门极信号波形Fig.13GatesignalwaveformsofIGBT1μs0V图14HCM满载实验波形Fig.14ExperimentalwaveformsofHCMwithfullload直流电压交流输出电流(a)交、直流侧波形交流输出电压电流:1000A/div电压:500V/divt:5ms/div上管ΔU<100V(b)左桥臂上、下管关断尖峰电压:200V/div下管ΔU<100Vt:200ns/div?
【作者单位】: 浙江大学电气工程学院;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(51177147) 浙江省重点科技创新团队项目(2010R50021)~~
【分类号】:TM761.12

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号:2513161


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