本文關鍵詞：使用疊層母排的H橋逆變功率單元研究

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【摘要】：多電平級聯(lián)式高壓變頻器由于其技術成熟、適應性強,廣泛應用于國內(nèi)大容量交流傳動系統(tǒng)。多電平級聯(lián)式高壓變頻器的高壓輸出是將多個H橋逆變功率單元的輸出串聯(lián)實現(xiàn)的。H橋逆變功率單元是多電平級聯(lián)式高壓變頻器的核心組成部分。本文中提到的現(xiàn)款功率單元引進于幾年前,技術上已經(jīng)落后于當前先進產(chǎn)品。本論文中設計了一種使用疊層母排、用于200A多電平級聯(lián)式高壓變頻器的新款H橋逆變功率單元,作為現(xiàn)款功率單元的升級換代產(chǎn)品。在本論文中,對新款功率單元的設計過程進行了詳細的闡述,包括電力電子半導體器件的理論分析、參數(shù)計算、選型與驗證,功率單元中其它部件的設計、計算與驗證,結(jié)構(gòu)設計及建模,熱仿真建模驗證,及電路雜散參數(shù)仿真建模與提取等。本論文分別對現(xiàn)款和新款功率單元的器件損耗進行了分析計算,建立了散熱模型,并通過熱仿真對兩款單元的散熱系統(tǒng)進行了分析和對比；本論文也建立了現(xiàn)款功率單元銅排和新款功率單元疊層母排電磁仿真模型,提取了各自的雜散參數(shù)并進行了分析對比。本論文設計的新款單元使用了疊層母排、新型電力電子半導體模塊、熱管散熱器等技術,并通過使用仿真軟件優(yōu)化設計,使得新款與現(xiàn)款產(chǎn)品相比,雜散電感降低了74.2%,溫度安全冗余增加了230%,總損耗降低了22.8%,散熱風量降低了40%,體積減小了18.5%。與現(xiàn)款產(chǎn)品相比,新款功率單元具有更高的可靠性、更低的運行成本和更靈活的安裝方式。本論文通過計算及仿真,證明了文中所設計的新款H橋逆變功率單元滿足設計及使用要求,并通過與現(xiàn)款產(chǎn)品對比,證明了其適合作為現(xiàn)款產(chǎn)品的升級換代產(chǎn)品。
【關鍵詞】：高壓變頻器 H橋逆變功率單元 疊層母排
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM921.51
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-24
• 1.1 課題研究的目的和意義8
• 1.2 國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀8-23
• 1.2.1 國內(nèi)外高壓變頻器研究的現(xiàn)狀8-13
• 1.2.2 國內(nèi)外逆變功率單元的研究現(xiàn)狀13-23
• 1.3 論文主要工作23-24
• 2 H橋逆變功率單元的計算24-35
• 2.1 高壓變頻器整機規(guī)格24
• 2.2 IGBT模塊的初步計算24-25
• 2.3 整流二極管模塊的初步計算25
• 2.4 計算電力電子半導體模塊的損耗25-30
• 2.4.1 計算IGBT模塊的損耗25-26
• 2.4.2 IGBT片T1的損耗26-27
• 2.4.3 續(xù)流二極管芯片D2的損耗27
• 2.4.4 正弦脈寬調(diào)制(SPWM)下的IGBT模塊損耗計算27-28
• 2.4.5 使用簡化模型對IGBT模塊的熱損進行計算28
• 2.4.6 簡化線性近似模型計算IGBT T1導通損耗28
• 2.4.7 簡化線性近似模型計算二極管D2導通損耗28-29
• 2.4.8 簡化線性近似模型計算IGBT T1二極管D2開關損耗29-30
• 2.4.10 計算整流二極管模塊的損耗30
• 2.5 H橋逆變功率單元的熱傳導關系30-32
• 2.6 電容器組及其均壓電阻的計算與選型32-33
• 2.6.1 電容器組規(guī)格計算32
• 2.6.2 電容器組及其均壓電阻拓撲分析32-33
• 2.7 輸入保險絲計算及選型33-35
• 3 現(xiàn)款H橋逆變功率單元的計算與仿真35-45
• 3.1 現(xiàn)款功率單元的IGBT模塊損耗35-37
• 3.2 現(xiàn)款功率單元的二極管模塊損耗37
• 3.3 現(xiàn)款功率單元的模塊總損耗及散熱計算37-39
• 3.4 現(xiàn)款功率單元的電容組及均壓電阻的計算與說明39-40
• 3.6 現(xiàn)款功率單元的3D模型40-41
• 3.7 現(xiàn)款功率單元的熱仿真及驗證41-43
• 3.8 現(xiàn)款功率單元的的母排雜散參數(shù)的仿真與提取43-45
• 4 新款H橋逆變功率單元的計算45-57
• 4.1 新款H橋逆變單元電路拓撲45
• 4.2 IGBT模塊計算選型45-48
• 4.3 整流二極管模塊選型48
• 4.4 計算CM300DX-34SA模塊的損耗48-51
• 4.5 計算MDD200-18N1模塊的損耗51
• 4.7 對IGBT和整流半橋模塊的電流校核并計算散熱器熱阻51-53
• 4.8 電容器組及其均壓電阻的計算與選型53-57
• 4.8.1 電容器組計算53-54
• 4.8.2 均壓電阻計算54-57
• 5 使用疊層母排的H橋逆變功率單元的設計57-63
• 5.1 功率單元的結(jié)構(gòu)設計57-60
• 5.2 疊層母排的結(jié)構(gòu)60-61
• 5.3 熱管散熱器的規(guī)格61-62
• 5.4 功率變換部分的設計62-63
• 6 新款功率單元的仿真及與現(xiàn)款單元的對比63-76
• 6.1 功率單元的熱仿真及驗證63-68
• 6.2 疊層母排雜散參數(shù)的仿真及提取68-72
• 6.3 本文設計功率單元與現(xiàn)款功率單元的對比72-76
• 結(jié)論76-77
• 參考文獻77-80
• 致謝80-81

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 陳小蕓;初明;;冶金企業(yè)節(jié)能新技術介紹[J];梅山科技;2004年04期

2 余梅君;變頻調(diào)速技術的發(fā)展及在冶金行業(yè)的應用[J];江蘇冶金;2000年06期

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本文編號：620146