PDF《35 kV 直挂集装箱式 STATCOM 散热系统分析与计算》

2 10 kon I∑ n =

1 f

100 sin ? è ? ? ? ÷ 100π f n Poff =

2 10 koff I∑ n =

1 f

100 sin ? è ? ? ? ÷ 100π f n (3) 式中: I 为电流有效值;

f 为开关频率;

正弦中数值 100πn/f 为弧度. 2.1.2 通态损耗 H 桥功率单元单桥臂中上下 IGBT 交替导通, 且导通的间隔时间相等, 所以在一个周期 T 内导通 时间为 T/2.根据 IGBT 厂家提供的曲线图, 如图

5 所示, 在一定范围内可近似为斜率 k 和截距 C 的二 元方程, 以150 ℃时为依据. 图5 IGBT特性曲线 Fig.

5 Characteristic curve of IGBT UCE = kIC + C (4) 其中 IC =

2 I sin ωt, 取M1 (1.2, 50) , M2 (2.45, 300) , 由式 (4) 计算可得 k=0.005, C=0.95. 工程中可采用以下公式计算通态损耗功率为 PI =

1 2 kI2 +

2 π CI (5) 式中, I 为电流有效值. 2.1.3 反并联二极管损耗 IGBT 正向导通至反向阻断动作瞬间通过反向 电流后再恢复为反向阻断状态, 二极管开关损耗曲 线如图

6 所示. 图6 二极管开关损耗曲线 Fig.

6 Switching losses diode ì í ? ? ? Prec = fsw * Erec Pd = m * UF * IF * d PDiode = Prec + Pd (6) 式中: Prec 为通态损耗;

fSW 为开关频率;

Erec 为单脉冲 反向恢复损耗;

Pd 为反并联二极管稳态损耗;

m 为 修正系数;

UF 为二极管的正向导通压降;

IF 为二极管 的持续工作电流;

d 为占空比;

PDiode 为二极管总的损 耗功率. 2.1.4 其他损耗 H 桥功率单元内, 除IGBT 模块损耗外, 并联电 阻损耗不容忽视.直流侧电容两端并联电阻用于 维持链式结构 H 桥直流侧电压平衡及停止运行后 对电容放电, 每个功率单元至少并联一个放电电阻. PR = U2 dc/R (7) 式中: PR 为均压电阻损耗功率;

R 为均压电阻, Udc 为 直流侧电容电压. 2.1.5 集装箱内功率单元总损耗 以35 kV/20 Mvar 直挂式集装箱结构的 STAT? COM 为例. I额=ISTATCOM

2 = S 3U *

2 (8) 式中:S为额定容量;

U为额定电压;

ISTATCOM 为STATCOM 额定电流;

I 额为STATCOM 额定有效值. 此工程采用英飞凌公司生产的 FF300R17ME4 作为开关器件, 并且功率单元中采用双并联结构. I总IGBT = K * I额=2........