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半导体技术2025年第05期:面向低电压穿越工况的DFIG变流器IGBT结温管理

来源:期刊VIP网 时间:


作者:杨晨;乐应波;杨程;李伟邦;何鑫;崔昊杨;

单位:上海电力大学电子与信息工程学院;南瑞半导体测试中心;

摘要:低电压穿越(LVRT)期间,电压骤降会导致双馈风电机组(DFIG)电流严重畸变,变流器中IGBT模块的瞬时功耗急剧上升,器件过温失效风险剧增。通过仿真实验分析了LVRT工况下变流器的温升特性,提出了一种结合硬件保护电路与开关频率调节的结温治理方法。引入投资回报比(ROI)作为开关频率选取依据,平衡温升与电流总谐波失真(THD)增长率。采用量子粒子群优化(QPSO)算法确定最优开关频率,并与卸荷撬棍电路协同,有效抑制了温升。仿真结果表明,网侧电压跌至0.3 p.u.时,所提策略使IGBT故障瞬间温升波幅降低37%,穿越期间温升波幅降低58%,有效抑制了LVRT工况下的温升现象。

关键词:IGBT模块;;低电压穿越(LVRT);;热管理策略;;电流谐波;;开关频率;;硬件保护电路

基金资助:上海市自然科学基金(23ZR424400)