无刷新网站,太原seo关键词优化,个人网站备案核验单填写,物流相关网站当前的可再生能源行业中#xff0c;光伏和风力发电均面临着补贴逐步退坡#xff0c;平价上网时代即将到来的挑战。为应对这一挑战#xff0c;光伏逆变器和风力变流器厂家研发的新品单机功率越来越高#xff0c;以取得更低的单位功率成本。市场上1.5MW的集中式光伏逆变器和3… 当前的可再生能源行业中光伏和风力发电均面临着补贴逐步退坡平价上网时代即将到来的挑战。为应对这一挑战光伏逆变器和风力变流器厂家研发的新品单机功率越来越高以取得更低的单位功率成本。市场上1.5MW的集中式光伏逆变器和3MW的风电变流器已经成为最终用户的普遍选择。随着单机大功率的市场趋势的日益明确三电平拓扑以其高效率并网友好且可以降低系统成本的特性获得了主流逆变器及变流器厂家的广泛青睐。赛米控近期完成了基于成熟大功率三电平IGBT模块并联的功率模组参考设计与测试验证。接下来就让我们一起对这款设计进行全方位的了解。1. 适用于大功率应用的NPC三电平IGBT模块2017年赛米控发布了1200V/1200A大功率三电平IGBT模块。该产品采用开创性的A,B管设计将单相NPC桥臂分为上下两部分封装到两个行业标准的SEMITRANS10模块SKM1200MLI1200TE4/BE4中(图1)。与早期一些使用三只标准半桥模块搭建的NPC三电平解决方案相比ST10 MLI模块仅需使用2只模块成本更低的同时具有更高的功率密度通过内部优化布局可将长换流环路的杂散电感控制在50nH以下。图1 ST10 MLI拓扑及模块实物由于突出的性价比该模块目前已成熟应用于光伏储能等不同领域的众多项目中。2. 并联方案介绍对比大功率模组通过电抗并联方案IGBT模块直接并联可以进一步提升方案的成本优势并且节省功率柜空间提高变流器功率密度。为了响应这一用户需求赛米控德国总部从不同设计部门抽调经验丰富的工程师紧密配合在短时间内完成了大功率三电平功率模块SKM1200MLI1200TE4/BE4的直接并联方案设计工作。图2两组SKM1200MLI1200TE4/BE4并联功率模组如图2所示包含十只750uF母排支撑电容4只三电平IGBT模块驱动板(图中未安装)交直流母排及风冷散热器的单相功率模组通过合理布局可在660mm*575mm*210mm的紧凑空间中得以实现。并联功率模组技术规格2.1 模块间距与排布在多只IGBT模块共用一片散热器的应用中由于模块间热耦合的关系不同的间距会导致不同的散热效率。图3是在每只模块损耗2KW条件下根据模块不同间距进行的热仿真结果。图3不同模块间距情况下的热仿真比较可以看到将模块间距从9mm增加到30mm散热器上最高温度可降低10度。增加间距至40mm则对散热器最高温度无进一步改善。依据这一仿真结果本并联方案采用了30mm的模块间距。由于一个NPC桥臂被分别封装在两个不同的模块中两组SKM1200MLI1200TE4/BE4在并联时可以有图4所示的两种不同排布方式。 图4aBBTT的排布方式 图4b-1BTBT块排布方式图4b-2BTBT的排布方式交流排开口图4a中的排布方法对于T1和T4的短换流路径杂散电感为5.3nH对于T2和T3的长换流路径杂散电感为24.5nH。图4b-1中的排布方法对于T1和T4的短换流路径杂散电感为5.2nH对于T2和T3的长换流路径杂散电感为20.1nH。图4b-2与4b-1模块的排布方法一样但是交流排在两组模块并联的中心位置做了开口处理对于T1和T4的短换流路径杂散电感为5.2nH对于T2和T3的长换流路径杂散电感为20.3nH。虽然图4b-2中交流排设计导致了长换流路径杂散电感增加了0.2nH, 但是此设计可以改善并联模块开关过程的不一致性所以最终方案采用了此方式。2.2 驱动方案SEMITRANS10 MLI并联方案使用新开发的适配板搭载两只成熟的SKYPER 42 LJ驱动核。其中一只SKYPER 42 LJ驱动T1和T2另一只SKYPER 42 LJ驱动T3和T4。两只驱动核将监测所有四个IGBT的退饱和以及SEMITRANS10 MLI内置NTC的反馈温度。本驱动方案对所有IGBT均配置了有源钳位进行尖峰电压保护在故障条件下可以不需要遵循普通NPC电路的关断时序。也就是说任何一个IGBT发生退饱和将会被立刻关断其他IGBT也会被关联的故障信号即时关断。SEMITRANS10 MLI模块内置NTC的反馈温度信号经过处理后被分别连接到驱动核T1和T4的故障输入管脚。如果任何一路内置NTC反馈的温度超过预先设定的保护值T1(T4)被立刻关断其他IGBT也会被关联的故障信号即时关断。故障信号从驱动副边传递到原边用户接口。图5驱动适配板SKYPER 42驱动核图6驱动方案原理框图2.3 功率输出能力通过双脉冲测试赛米控测试了功率模组各个器件在不同条件下的开关波形电压尖峰均流性能及损耗情况验证了参考设计的可靠性。如图7所示通过两套功率模组背靠背运行搭建的四象限测试平台可在变流器实际工作条件下对参考设计的输出能力进行测试。图7四象限变流测试平台配置基本参数设置直流母线电压1200V交流输出电压600V输出频率50Hz结温限制150’C环境温度55’C散热器热阻Rth(s-a)0.01K/W图8不同工况下的功率输出能力在功率因数为13kHz开关频率的工况下逆变器的输出能力高达1.7MW。将开关频率提升至5kHz输出功率能力仍然可以达到1.5MW。可以设想散热方式变更为目前大功率变流器厂商已经较为通用的水冷该方案的整体输出功率能力会进一步提升。图9不同工况下的效率曲线在3kHz开关频率条件下不论功率因数为1或-1变流器效率从轻载到满载的效率均可以达到98.8%以上且轻载效率与满载效率差值最大仅为0.03%实现了扁平化的效率曲线。这一点在强调加权效率的光伏逆变器应用中至关重要。文章来源电力电子技术与新能源作者朱凤杰免责声明本文系网络转载版权归原作者所有。本文所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题请第一时间告知本文内容为原作者观点并不代表本公众号赞同其观点和对其真实性负责。