The present invention provides a IGBT switch PWM converter system instant surge suppression device and method, the method comprises the following steps: the total stray inductance obtained stray inductance extraction time T1 T2 PWM converter system LTotal value; the total value of the stray inductance characteristics of LTotal and PWM converter system IGBT equivalent circuit model based on equivalent the circuit model of IGBT including absorption film capacitor CSnubber for inhibiting IGBT switching inrush; DC stray inductance IGBT equivalent circuit model of PWM converter system based on the Link value of LDC; according to the change of DC bus voltage surge stray inductance LDC Link, the default value of IGBT V2 and IGBT IC working current gain no sense of capacitance absorption film capacitance of CSnubber, through the non inductive absorption film capacitor CSnubber IGBT switch instant surge suppression. The invention relates to a IGBT switch instantaneous surge suppression device and a method of the PWM converter system, which can effectively suppress the surge in the instant of the IGBT switch.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及PWM变流
，特别涉及一种PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制装置和一种PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制方法。
技术介绍
PWM变流系统中，IGBT通常运行于高频开关状态下，较高的di/dt和直流母线的寄生电感共同作用，将导致IGBT瞬态关断时产生严重的极间电压尖峰，甚至超过IGBT的电压耐受值，如图1所示，从而恶化了IGBT的电应力、开关损耗以及电磁干扰。同时，系统杂散参数的存在还可能导致主电路等效拓扑与参数的变化，进而致使系统阻抗特性出现偏移，导致因大量高频谐波注入引起的电压与电流波形畸变，恶化电能质量。为了保证变换器安全可靠工作，计及系统杂散参数对IGBT开关特性的影响，对其产生机理及预防措施的研究具有必要性。常用的分析方法和建模研究一般基于物理模型和功能型模型。诸如Hefner模型和Kraus模型等依赖于元件内部物理机制，可较准确表征IGBT动、静态性能，然而需要以清晰了解其内部结构为基础，且物理模型参数较多和复杂，并涉及到大量微积分变换。而就功能型模型而言，其只需计及IGBT的外部特性，故物理含义不清晰，不利于参数调整与提取。然而，在传统的杂散参数抽取方法中，没有对开关瞬态过程中各个阶段进行详细区分，极易导致参数提取不准确，进而无法较科学的进行浪涌电压的衰减，并伴随以严重的振荡现象。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提出一种PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制装置和一种PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制方法，可有效抑制IGBT开关瞬间的浪涌。本专利技术提供了一种PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌...
【技术保护点】
PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：对IGBT开通瞬态过程的各个阶段进行区分，将IGBT的电流(IC)的电流值从零经稳态电流值(ILoad)增加至峰值的时间段设为杂散电感提取时间段(t1‑t2)，并获得所述杂散电感提取时间段(t1‑t2)的PWM变流系统的总杂散电感值(LTotal)；基于所述总杂散电感值(LTotal)和PWM变流系统的特性构建IGBT等效电路模型，所述IGBT等效电路模型包括用于抑制IGBT开关瞬间浪涌的无感吸收薄膜电容(CSnubber)；基于所述IGBT等效电路模型获得PWM变流系统的直流母线杂散电感值(LDC‑Link)；根据所述直流母线杂散电感值(LDC‑Link)、IGBT的浪涌电压变化预设值(ΔV2)及IGBT的工作电流(IC)获得无感吸收薄膜电容(CSnubber)的电容值，以通过所述无感吸收薄膜电容(CSnubber)抑制IGBT开关瞬间浪涌；其中，所述IGBT的浪涌电压变化预设值(ΔV2)为预设的IGBT开关瞬间第二次浪涌的IGBT的集电极发射极极间电压(VCE)的变化值。
【技术特征摘要】
1.PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：对IGBT开通瞬态过程的各个阶段进行区分，将IGBT的电流(IC)的电流值从零经稳态电流值(ILoad)增加至峰值的时间段设为杂散电感提取时间段(t1-t2)，并获得所述杂散电感提取时间段(t1-t2)的PWM变流系统的总杂散电感值(LTotal)；基于所述总杂散电感值(LTotal)和PWM变流系统的特性构建IGBT等效电路模型，所述IGBT等效电路模型包括用于抑制IGBT开关瞬间浪涌的无感吸收薄膜电容(CSnubber)；基于所述IGBT等效电路模型获得PWM变流系统的直流母线杂散电感值(LDC-Link)；根据所述直流母线杂散电感值(LDC-Link)、IGBT的浪涌电压变化预设值(ΔV2)及IGBT的工作电流(IC)获得无感吸收薄膜电容(CSnubber)的电容值，以通过所述无感吸收薄膜电容(CSnubber)抑制IGBT开关瞬间浪涌；其中，所述IGBT的浪涌电压变化预设值(ΔV2)为预设的IGBT开关瞬间第二次浪涌的IGBT的集电极发射极极间电压(VCE)的变化值。2.如权利要求1所述的PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制方法，其特征在于，所述总杂散电感值(LTotal)的求解函数式为：其中，t1、t2表示时刻，VCE_t1为IGBT在t1时刻的集电极发射极极间电压，VCE_t2为IGBT在t2时刻的集电极发射极极间电压，IC_t1为IGBT在t1时刻的电流，IC_t2为IGBT在t2时刻的电流。3.如权利要求1所述的PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制方法，其特征在于，所述直流母线杂散电感值(LDC-Link)的求解函数式为：LDC-Link＝LDC++LDC-+LESL，其中，LDC+、LDC-为直流母排的杂散电感，LESL为所述IGBT等效电路模型的电解电容寄生电感值。4.如权利要求1所述的PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制方法，其特征在于，所述无感吸收薄膜电容(CSnubber)的电容值的求解函数为：CSnubber=LDC-Link(IC)2(ΔV2)2.]]>5.如权利要求1所述的PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制方法，其特征在于，所述IGBT等效电路模型包括IGBT模块杂散电感(LC、LE)、直流母排的杂散电感(LDC+、LDC-)、电解电容(CDC)、所述电解电容(CDC)的寄生电感(LESL)、无感吸收薄膜电容(CSnubber)、所述无感吸收薄膜电容(CSnubber)的寄生电感(Lsnubber)、IGBT、续流二极管(D)和电感负载(L0)；所述续流二极管(D)的负极与IGBT管的发射极连接；所述电感负载(L0)与所述续流二极管(D)并联；所述无感吸收薄膜电容(CSnubber)和所述寄生电感(Lsnubber)串联，并与IGBT及续流二极管D并联；所述电解电容(CDC)和所述寄生电感(LESL)串联，并与所述IGBT及所述续流二极管(D)并联；所述直流母排的杂散电感(LDC+)连接在寄生电感(LESL)和所述寄生电感(Lsnubber)之间，所述直流母线的杂散电感(LDC-)连接在所述电解电容(CDC)和所述无感吸收薄膜电容(CSnubber)之间；所述IGBT模块杂散电感(LC)连接在所述IGBT的集电极和所述寄生电感(Lsnubber)之间，所述IGBT模块杂散电感(LE)连接在所述续流二极管(D)的正极和所述无感吸收薄膜电容(CSnubber)之间。6.PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙强，高成海，
申请(专利权)人：西门子电气传动有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12
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