【摘 要】
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半桥子模块是柔性直流输电系统中模块化多电平换流阀(MMC)的核心单元,根据运行工况参数计算半桥子模块器件的功率损耗是进行绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块结温探测的关键,准确
【机 构】
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省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室（河北工业大学电气工程学院）,河北省电磁场与电器可靠性重点实验室（河北工业大学电气工程学院）
【基金项目】
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国家科技支撑计划(2015BAA09B01),国家自然科学基金(51377044),河北省自然科学基金重点项目(E2017202284)资助
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半桥子模块是柔性直流输电系统中模块化多电平换流阀(MMC)的核心单元,根据运行工况参数计算半桥子模块器件的功率损耗是进行绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块结温探测的关键,准确的结温波动信息对MMC换流阀系统的可靠性研究和安全运行尤为重要。与一般的两电平逆变器不同,MMC系统中桥臂电流具有与生俱来的直流偏置特性,本文提出了一种基于电热耦合模型的半桥子模块中IGBT器件功率损耗与瞬态结温计算的数学解析方法。首先研究了半桥子模块中各导通器件电流复现方法,建立基于开关周期的平均功率损耗计算模型;基于瞬态热阻抗建立半桥子模块中IGBT器件的热网络模型;然后通过一个2MW的柔性直流输电系统算例,计算子模块中上下管开关器件的功率损耗和瞬态结温变化,计算速度是时域仿真模型的1000倍;最后通过有限元模型验证了文中所提电热耦合模型的有效性。
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