申请/专利权人:国网浙江省电力有限公司舟山供电公司
申请日:2022-04-22
公开(公告)日:2024-04-02
公开(公告)号:CN114781216B
主分类号:G06F30/23
分类号:G06F30/23;G06F119/08
优先权:
专利状态码:有效-授权
法律状态:2024.04.02#授权;2022.09.09#专利申请权的转移;2022.08.09#实质审查的生效;2022.07.22#公开
摘要:一种高压柔直换流阀IGBT模块温度场分布的仿真计算方法,包括:建立换流阀电路仿真模型,并设置仿真模型的运行参数;基于电路仿真模型,获得IGBT芯片的集电极电流与集射极电压,FRD芯片的正向压降和正向电流;根据IGBT芯片的集电极电流与集射极电压,以及FRD芯片的正向压降和正向电流,分别计算IGBT芯片以及FRD芯片的总损耗;代入IGBT芯片以及FRD芯片的总损耗,建立IGBT模块的有限元仿真模型;基于有限元仿真模型,计算得到换流阀IGBT模块温度场分布情况。本发明的方法计算资源占用少,仿真速度快,仿真精度高。
主权项:1.一种高压柔直换流阀IGBT模块温度场分布的仿真计算方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤S1,建立换流阀电路仿真模型,并设置仿真模型的运行参数;步骤S2,基于电路仿真模型,获得IGBT芯片的集电极电流ict与集射极电压VCEt,FRD芯片的正向压降vFt和正向电流iFt;步骤S3,根据IGBT芯片的集电极电流ict与集射极电压VCEt,以及FRD芯片的正向压降vFt和正向电流iFt,分别计算IGBT芯片的总损耗以及FRD芯片的总损耗;IGBT芯片的总损耗Ploss_IGBT为:Ploss_IGBT=PSS+PSW其中,PSS为通态损耗,PSW为开关损耗;所述通态损耗PSS为: 其中,T为载波周期,D1为IGBT芯片的占空比;所述开关损耗PSW为: 其中,ESWon为额定工况下IGBT开通一次损耗的能量;ESWoff为额定工况下IGBT关断一次损耗的能量;ISN为额定的工作电流;IS为集电极电流ict的峰值,UdcN为额定的直流侧电压;Udc为实际的直流侧电压;进一步的,所述FRD芯片的总损耗为:Ploss_FRD=PDC+Prr其中,PDC为单个反并联二极管通态损耗,Prr为FRD的开关损耗;步骤S4,建立IGBT模块的有限元仿真模型;所述单个反并联二极管通态损耗PDC为: 其中,T为载波周期,D2为FRD芯片的占空比;开关损耗Prr为: 式中:EDiodeoffP为额定工况下FRD关断一次损耗的能量,IS为FRD芯片正向电流iFt的峰值,UdcN为额定的直流侧电压;Udc为实际的直流侧电压;步骤S5,将IGBT芯片以及FRD芯片的总损耗作为热源代入到有限元仿真模型中;步骤S6,计算得到换流阀IGBT模块温度场分布情况。
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