大功率IGCT高压三电平变流器设计与研究

"大功率IGCT高压变流器的研究 (2007年)"这篇论文主要探讨了大功率集成门极换向晶闸管（IGCT）在高压变流器中的应用，特别是针对7.5 MVA高压三电平中点箝位（NPC）变流器的设计与实现。IGCT是一种先进的电力电子器件，它结合了GTO（门极可关断晶闸管）和IGBT（绝缘栅双极晶体管）的优点，具备快速开关能力和高耐压特性，因此在大功率电力转换系统中具有广泛应用。 文章首先介绍了变流器的基本结构，包括IGCT模块的布局和变流器的拓扑结构。在三电平NPC变流器中，中点箝位技术可以实现更平滑的输出电压波形，减少谐波含量，提高系统的效率和稳定性。论文对比了几种常见的三电平NPC变流器拓扑，并选择了采用分散的缓冲吸收电路的方案，这种设计能够有效地吸收能量，降低器件应力，保证系统的稳定运行。 控制系统是变流器的核心部分，文中提到采用了基于VME总线的VMIC（VME Modular Input/Output Controller）核心系统，这是一种工业标准的实时数据处理平台。通过DSP（数字信号处理器）控制板，实现了三电平电压空间矢量PWM（脉宽调制）调制，这一技术能够精确地控制IGCT的开关，以产生所需的电压波形。 保护系统在大功率变流器中至关重要，文章指出，该保护系统能够对过压、过流等故障进行快速响应并采取保护措施，确保设备的安全运行。这通常包括电流限制、电压限制、短路保护等功能，防止设备因异常情况而损坏。 在实际的性能试验中，变流器表现出良好的性能，直流母线电压达到5000V，输出电流达到2500A，满足了7.5 MVA的设计指标。试验结果验证了该变流器设计的合理性和可靠性。 这篇论文详细研究了大功率IGCT高压变流器的各个方面，包括硬件设计、控制策略以及保护机制，为大功率电力转换领域的工程实践提供了有价值的理论和技术支持。