112 / 2021-06-09 20:15:20

基于有限元场路耦合的并联IGCT组件母排杂散计算分析

基于半导体组件的混合式直流断路器是直流输配电系统中故障清除的关键电力装备。而母排等引线带来的杂散寄生参数对混合式直流断路器中半导体组件电流开断可靠性有显著影响。本文围绕具有10kA开断能力的并联IGCT半导体组件展开场路耦合分析，研究IGCT半导体组件的开断暂态电压峰值、关断过程损耗、和并联IGCT开断过程动态均压均流特性在不同杂散参数下的影响规律，探索性给出了母排杂散电感频率特性的数学模型，进而提出降低杂散电感的优化方法。通过建立基于有限元仿真的包含杂散电感的并联IGCT组件开断暂态模型，分析了并联IGCT半导体组件开断过程原理，结合理论分析，深入探索了组件内部杂散电感对IGCT关断电压过冲的影响。针对性地给出可以量化杂散参数影响程度的指标，为并联IGCT半导体组件设计提供参考。并以此设计原则为参考，搭建了并联IGCT半导体组件试验平台，获得的试验结果与仿真理论分析符号良好，验证了杂散电感优化方案的有效性。