并聯(lián)有源電力濾波器保護的關(guān)鍵技術(shù)研究
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緩沖電路在設(shè)計安裝中應(yīng)注意以下事項：
(1)在進行裝配時，要盡量降低主電路和緩沖電路的分布電感，而且接線越短越粗越好；
(2)IGBT關(guān)斷時，必須控制在安全操作區(qū)域內(nèi)；
(3)緩沖電容Cs應(yīng)采用低感高頻且性能良好的電容，引線應(yīng)盡量短，可直接接在IGBT的端子上；
(4)緩沖電阻Rs應(yīng)滿足IGBT在下一次動作前將存儲在緩沖電容Cs中的電荷放完的要求；
(5)緩沖二極管Ds應(yīng)選用快開通和快恢復(fù)二極管，避免產(chǎn)生開通過電壓和反向恢復(fù)所引起的較大振蕩過電壓。
緩沖電容器的電容Cs可由下式求出：
式中，L為主電路的寄生電感，這個參數(shù)要用專用的設(shè)備才能測出，本設(shè)計以1μH／m的估算結(jié)果作為計算值；I0為IGBT關(guān)斷時的集電極電流，計算時取IGBT的額定電流的兩倍2×150 A；Ed表示直流電源電壓，取P—N間短路保護時的額定電壓800 V；VCEP是緩沖電容器電壓的最終到達值，一般取C—E間電壓的0．9倍，即0．9X1 200 V。
通過計算可得，Cs為1．15 μF。由于以上寄生電感的值為估算值，所以實際電容值應(yīng)以此為基礎(chǔ)，在實驗的基礎(chǔ)上確定最佳值。經(jīng)大量實驗，本系統(tǒng)最終采用了1 μF／1 200 VDC的高頻薄膜電容作為緩沖電容。
緩沖電阻Rs一般可由下式求出：
式中，f為開關(guān)頻率，取16．2 kHz作為計算值，把緩沖電容值1μF代入，即可得出緩沖電阻Rs的最大值為26．84Ω。
緩沖電阻Rs發(fā)生的損耗P與電阻值無關(guān)，一般可以由下式求出：
因此，本裝置選擇25 Ω／250 W的電阻作為緩沖電阻。
緩沖二極管Ds的選取應(yīng)避免關(guān)斷時嚴(yán)重的振蕩，本文選擇富士電機生產(chǎn)的ERG28-12。
此外，為了更好地吸收過電壓，實際應(yīng)用時，應(yīng)根據(jù)實際情況(例如容量、損耗等)選擇混合緩沖電路，這樣有助于取長補短，發(fā)揮各緩沖電路的優(yōu)點。本文研制的APF樣機就是采用C緩沖電路與放電阻止型RCD緩沖電路聯(lián)合的方法，實際運行效果良好。緩沖電路電容兩端的電壓波形如圖5所示，由圖可見，電容兩端電壓較為平穩(wěn)，無大幅度的尖峰電壓；IGBT發(fā)射極與集電極間電壓波動波形如圖6所示，發(fā)射極與集電極間電壓較為平緩，未出現(xiàn)多次振蕩且幅值過大的過沖電壓，表明該緩沖電路很好地吸收了寄生電感所產(chǎn)生的尖峰電壓，尖峰過壓問題得到了解決。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/175994.htm
4 結(jié)語
SAPF可以有效治理電網(wǎng)諧波和補償無功功率，本文所述的主電路優(yōu)化方案以及C緩沖電路與放電阻止型RCD緩沖電路組成混合緩沖電路的設(shè)計方案，可以有效抑制寄生電感對系統(tǒng)的負(fù)面影響，并通過樣機試驗驗證了設(shè)計的可行性，避免了由于過電壓而導(dǎo)致IGBT的損壞問題，保證了并聯(lián)有源電力濾波器的安全運行。
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