机电混合式有载分接开关电弧电流转移过程

为阐明电弧电流转移的过程、机理和影响因素,确定不同半导体器件转移电弧电流的差异,针对机电混合式有载分接开关测试平台进行了试验研究。在理论分析影响电弧电流转移速率关键参数的基础上,分别建立了基于快速控制原型系统的无分流机制及有分流机制电路,获取了固定开断相位下电弧电流的转移参数。通过功率器件测试电路,得到晶闸管(silicon controlled rectifier,SCR)、金属氧化物半导体场效应管(metal oxide semiconductor field effect transistor,MOSFET)和绝缘栅双极性晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)的特性参数,确定了电弧电流转移条件及工作机理。通过汇总3种功率器件的关键参数,总结了不同器件在电弧电流转移及开通过程方面的差异。研究结果表明:MOSFET并联支路可实现电弧电流转移参数最优,开关燃弧能量在10-3 J量级,分别约为IGBT和SCR结构相应参数的6.4%和9.3%,电弧电流转移时间<50μs,分别约为IGBT和SCR的85.3%和61.1%。该项工作可为后续研究基于全控器件的机电混合式有载分接开关样机提供参考。

不同机电混合式有载分接开关工作特性实验研究

为阐明机电混合式有载分接开关(EHOLTC)的工作特性,确定不同半导体器件切换过程的差异,针对不同半导体器件的EHOLTC工作特性进行了实验研究。选用晶闸管、金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)和绝缘栅双极型晶体管(IGBT)作为研究对象,利用级绕组取电方式作为控制电源,搭建了3种实验样机平台。结合实验数据,分别计算了各器件工作参数及功耗数据。实测数据表明,EHOLTC燃弧能量约为机械式OLTC燃弧能量的1‰,能够有效抑制燃弧,MOSFET单元转移电弧电流能力最强。功率器件损耗接近过渡电阻损耗的5%,以IGBT单元损耗最低。全控器件换流时间较短,因换流点相位存在不确定因素,有承受高压的风险,可考虑用于中性点调压。从经济和安全角度,半控件具有一定优势。

电力电子技术在有载分接开关中应用研究

机电混合式有载分接开关在抑制燃弧功率、降低过渡损耗等方面,成为优化机械式有载分接开关性能的解决方案。为深刻理解机电混合式有载分接开关工作原理,验证控制策略的可行性,进行了多仿真平台研究。分别建立了基于Matlab的离线仿真、基于dSPACE的半实物仿真及基于Matlab/dSPACE/RTDS的实时仿真模型,对切换开关时序及功率器件控制策略进行了仿真计算。分别搭建了常规基于过渡电阻的有载分接开关样机以及基于晶闸管的机电混合式有载分接开关试验样机,通过对比测试结果,机电混合式拓扑结构可有效抑制电弧,过渡损耗约为常规开关损耗的1/20,并可辨识各开关动作位置,与仿真结果具有一致性。

宽范围高品质交流稳压电源

提出了一种用机电混合式开关投切低端补偿 ,拓展TCR式交流稳压器稳压下限的宽范围高品质的稳压器。