直流牽引供電系統(tǒng)負(fù)責(zé)為電力機(jī)車和其他設(shè)備提供電力,是城市軌道交通的核心系統(tǒng)之一。直流開(kāi)關(guān)設(shè)備屬于直流牽引供電系統(tǒng)重要組成部件,為直流牽引供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。當(dāng)前我國(guó)城市軌道交通直流斷路器多為國(guó)外公司空氣式斷路器產(chǎn)品,其開(kāi)斷速度較慢,且滅弧柵片存在燒蝕嚴(yán)重的問(wèn)題,無(wú)法滿足快速、穩(wěn)定切除短路故障的需要。近年來(lái),隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了采用快速機(jī)械開(kāi)關(guān)與電力電子元件并聯(lián)的混合式直流斷路器,具有通流能力強(qiáng),無(wú)燃弧損耗的特點(diǎn),但影響其開(kāi)斷速度和穩(wěn)定性的高速分?jǐn)嗉夹g(shù)仍有待突破,需進(jìn)行深入研究。本文對(duì)混合式直流斷路器的結(jié)構(gòu)與工作原理進(jìn)行了理論分析,得出影響混合式直流斷路器高速開(kāi)斷性能的主要基礎(chǔ)特性包括:真空電弧電流轉(zhuǎn)移特性、真空短間隙介質(zhì)恢復(fù)特性及IGBTs短脈沖開(kāi)斷裕量特性。搭建低壓直流回路研究了不同電流參數(shù)、回路參數(shù)對(duì)真空電弧電流轉(zhuǎn)移特性的影響,結(jié)合理論分析得到了真空電弧電流轉(zhuǎn)移是否成功的判據(jù),驗(yàn)證了電流轉(zhuǎn)移速率的理論公式;測(cè)試不同電流幅值、電流下降率和真空開(kāi)關(guān)開(kāi)距對(duì)真空短間隙介質(zhì)恢復(fù)的影響,得到了真空短間隙介質(zhì)恢復(fù)速率的數(shù)學(xué)描述;提取IGBT仿真參數(shù),建立IGBT的電熱聯(lián)合仿真... 

【文章來(lái)源】：鄭州大學(xué)河南省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

國(guó)內(nèi)外中低壓全

5 IGBT 的短脈沖開(kāi)斷裕量AD 需要使用內(nèi)部語(yǔ)言在 DeckBuild 中輸入軟件列仿真。SilvacoTCAD 的仿真流程可分為四個(gè)格構(gòu)建、區(qū)域劃分、標(biāo)注電極);（2）材料定義(材面);（3）定義計(jì)算方法（牛頓迭代、高斯迭代）用 ATLAS 對(duì) IGBT 元胞進(jìn)行描述并仿真，模型及相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式[65-67]。半個(gè)元胞進(jìn)行對(duì)稱繪制，并將多個(gè)元胞并聯(lián)，以所構(gòu)建的 1200V 電壓等級(jí)的場(chǎng)終止溝槽柵 IGB。表 5.3 中為所搭建的 1200V 場(chǎng)終止溝槽柵型 I

5 IGBT 的短脈沖開(kāi)斷裕量短脈沖開(kāi)斷過(guò)程中，其元胞之間的電勢(shì)和電場(chǎng)在發(fā)射區(qū)和 N 基區(qū)，電場(chǎng)強(qiáng)度集中于柵極氧化密度分布出現(xiàn)了不對(duì)稱情況，空穴電流密度向用完全對(duì)稱結(jié)構(gòu)和零瑕疵摻雜濃度的仿真結(jié)，但現(xiàn)實(shí)工藝和技術(shù)尚不能達(dá)到如此高的工藝區(qū)，低電流增益或者高飽和電流也會(huì)促進(jìn) IG，引發(fā)局部功耗劇增，進(jìn)而導(dǎo)致 IGBT 元胞內(nèi)控制則會(huì)導(dǎo)致 IGBT 快速燒毀。結(jié)果中 IGBT 內(nèi)部溫度的提取，可知 IGBT 的熱材料的耐熱要求相對(duì)較高，如圖 5.14 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]雙臂架構(gòu)的混合型直流斷路器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究[J]. 單任仲,王世友,劉闖,蔡國(guó)偉,姜朋.  電網(wǎng)技術(shù). 2019(06)
[2]金屬氧化物避雷器仿真模型適用性研究[J]. 姚亞鵬,鄔雄,熊易,黃佳瑞,王陸璐,雷曉燕,劉崇新,倪駿康.  電瓷避雷器. 2018(04)
[3]阻容式直流斷路器及其在柔直系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 王渝紅,王媛,曾琦,劉程卓.  高電壓技術(shù). 2019(01)
[4]400 V/450 A混合式限流斷路器階段分析及參數(shù)設(shè)計(jì)[J]. 施源.  電器與能效管理技術(shù). 2018(07)
[5]一種適用于混合式高壓直流斷路器負(fù)載換流開(kāi)關(guān)的新型緩沖電路[J]. 劉程卓,王渝紅,龔鴻,王媛.  電力自動(dòng)化設(shè)備. 2018(03)
[6]城市軌道交通大容量直流快速斷路器的研發(fā)[J]. 朱志豪,趙芳帥,袁端磊,王海燕,費(fèi)翔.  高電壓技術(shù). 2018(02)
[7]電磁斥力機(jī)構(gòu)研究綜述[J]. 何俊佳,袁召,經(jīng)鑫,陳立學(xué),潘垣.  高電壓技術(shù). 2017(12)
[8]3300 V FS型IGBT器件研制[J]. 朱濤,劉江,高明超,冷國(guó)慶,趙哿,王耀華,金銳,溫家良,潘艷.  固體電子學(xué)研究與進(jìn)展. 2017(04)
[9]溝槽柵場(chǎng)終止型IGBT瞬態(tài)數(shù)學(xué)模型[J]. 汪波,羅毅飛,劉賓禮,普靖.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(12)
[10]新型直流固態(tài)限流斷路器設(shè)計(jì)與分析[J]. 彭振東,任志剛,姜楠,楊晨光.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2017(04)

博士論文
[1]城市軌道交通直流牽引系統(tǒng)故障分析及若干問(wèn)題的研究[D]. 孔瑋.華北電力大學(xué)（北京） 2005

碩士論文
[1]基于SiC MOSFET的固態(tài)直流斷路器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 肖洪偉.重慶大學(xué) 2017
[2]FS結(jié)構(gòu)的3300V IGBT終端設(shè)計(jì)[D]. 張玉蒙.電子科技大學(xué) 2017
[3]城市軌道交通DC1500V牽引供電系統(tǒng)短路故障分析[D]. 黃維軍.西南交通大學(xué) 2010
[4]IGBT模型仿真研究[D]. 趙芬.合肥工業(yè)大學(xué) 2010



本文編號(hào)：2942131