IGCT器件模型及拓扑结构仿真研究

摘要

本文分析了大功率电力电子器件GTO、IGBT和IGCT的特点及发展趋势,详细分析了新型电力电子器件IGCT的特性、开通关断机理及应用前景;介绍了电力电子领域中常用的仿真软件,在PSIM仿真软件中,建立了IGCT器件模型,该模型具有足够的计算精度和计算速度,是掌握IGCT特性的有效工具.详细介绍了模型的结构和参数求解过程,设计了IGCT测试电路,并给出测试电路中参数的计算方法,IGCT仿真模型测试结果与手册给出的波形相符合,验证了模型的正确性.分析了现有中、高压变流器主回路采用的拓扑结构,重点研究了IGCT变流器拓扑结构;对IGCT变流器系统和单个桥臂进行了仿真研究,考察了桥臂不同位置上的电压、电流波形,通过对IGCT变流器系统拓扑结构的仿真研究,得出设计IGCT变流器系统时,吸收电路参数设计原则及参数计算方法.

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第一章绪论

1.1本文研究的背景和意义

1.1.1电力电子技术的发展

1.1.2 IGCT的特点

1.1.3 IGCT与GTO、IGBT的比较

1.2国内外研究现状及存在的问题

1.3本文的主要工作

1.4小结

第二章仿真软件的比选

2.1 Pspice软件

2.2 Saber软件

2.3 MATLAB软件

2.4 PSI M软件

2.5小结

第三章I GCT特性及其建模

3.1 IGCT结构和工作原理

3.1.1 IGCT结构

3.1.2 IGCT开通和关断机理

3.2 IGCT模型结构

3.2.1开通关断稳态仿真电路

3.2.2开通暂态仿真电路

3.2.3关断暂态仿真电路

3.2.4延时电路

3.4.5模型参数计算

3.3 IGCT测试电路

3.4 IGCT仿真结果

3.5小结

第四章I GCT变流器拓扑结构仿真研究

4.1变流器拓扑结构分析

4.1.1器件串联拓扑结构

4.1.2变流单元串联拓扑结构

4.2 IGCT变流器拓扑结构

4.3 IGCT变流器拓扑结构仿真

4.3.1变流器控制电路

4.3.2单个桥臂仿真

4.3.3逆变器仿真

4.4小结

第五章结论

5.1结论

5.2展望

参考文献

致 谢

在学期间发表的学术论文和参加科研情况