牽引變流器直流母排雜散電感的建模、分析及設(shè)計(jì)

第1章?tīng)恳兞髌餮芯扛攀?
1.1牽引變流器研究背景及意義1
1.2牽引變流器研究現(xiàn)狀3
1.2.1IGBT建模研究現(xiàn)狀3
1.2.2基于電熱耦合的牽引變流器特性分析研究現(xiàn)狀4
1.2.3直流母排雜散電感研究現(xiàn)狀6
1.2.4牽引變流器損耗計(jì)算和散熱分析研究現(xiàn)狀8

第2章考慮溫度影響的IGBT電氣模型建模及應(yīng)用
2.1IGBT的開(kāi)通關(guān)斷特性11
2.1.1開(kāi)通過(guò)程12
2.1.2關(guān)斷過(guò)程14
2.2IGBT的電氣模型15
2.2.1靜態(tài)特性建模15
2.2.2動(dòng)態(tài)特性建模17
2.3溫度對(duì)IGBT特性及IGBT模型的影響22
2.3.1溫度對(duì)IGBT特性的影響22
2.3.2考慮結(jié)溫影響的IGBT電氣模型25
2.3.3不同結(jié)溫下的IGBT開(kāi)關(guān)特性26
2.4用IGBT的電氣模型分析緩沖電路和IGBT并聯(lián)30
2.4.1Snubber電容對(duì)變流器特性的影響30
2.4.2寄生參數(shù)對(duì)IGBT并聯(lián)的影響33
2.5線路雜散電感對(duì)IGBT電氣特性的影響36
2.6實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證37

第3章?tīng)恳兞髌飨到y(tǒng)的電熱模型及特性分析
3.1IGBT模塊的熱模型40
3.1.1IGBT模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)40
3.1.2IGBT的瞬態(tài)熱阻抗41
3.1.3IGBT模塊的熱模型43
3.2變流器散熱系統(tǒng)的熱模型46
3.3IGBT模塊和變流器的電熱模型47
3.4基于變流器電熱模型的瞬態(tài)特性仿真48
3.4.1變流器電熱耦合的流程48
3.4.2變流器電熱模型的參數(shù)49
3.4.3基于變流器電熱模型的特性仿真結(jié)果50

第4章?tīng)恳兞髌髦绷髂概烹s散電感的分析與優(yōu)化
4.1雜散電感的分布56
4.2引起IGBT關(guān)斷電壓過(guò)沖的雜散電感分析57
4.2.1從T1、T4導(dǎo)通換流到T4、VD3導(dǎo)通的過(guò)程57
4.2.2從T4、VD3導(dǎo)通換流到VD3、VD2導(dǎo)通的過(guò)程60
4.3平板疊層母排的模型和雜散參數(shù)63
4.4直流母排結(jié)構(gòu)因素對(duì)降低雜散電感的分析65
4.5直流母排雜散電感的優(yōu)化71
4.5.1直流電源接線及電容布局對(duì)降低雜散電感的分析71
4.5.2直流母排層數(shù)對(duì)降低雜散電感的分析79
4.5.3直流母排橋接對(duì)降低雜散電感的分析84
4.5.4直流母排雜散電感的優(yōu)化原則85
4.6實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證85

第5章基于IGBT電流波形的牽引變流器損耗計(jì)算方法
5.1IGBT模塊功率損耗分析95
5.1.1IGBT模塊功率損耗構(gòu)成分析95
5.1.2影響IGBT模塊損耗的主要因素和影響規(guī)律96
5.2線路雜散電感和直流母線電壓對(duì)IGBT模塊損耗的影響98
5.3現(xiàn)有的IGBT模塊功率損耗計(jì)算方法102
5.4基于電流波形的IGBT模塊損耗計(jì)算方法103
5.5不同調(diào)制度、功率因數(shù)角和調(diào)制策略下的模塊功率損耗110

第6章?tīng)恳兞髌魃嵯到y(tǒng)的設(shè)計(jì)分析方法及優(yōu)化
6.1牽引變流器散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法113
6.2牽引變流器散熱系統(tǒng)的分析方法116
6.2.1散熱系統(tǒng)熱分析方法概述116
6.2.2散熱系統(tǒng)中的熱量傳輸方程和控制方程117
6.2.3散熱系統(tǒng)的分析模型118
6.2.4散熱系統(tǒng)溫度場(chǎng)數(shù)值計(jì)算方法120
6.3牽引變流器強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)121
6.3.1牽引變流器的拓?fù)浼皳p耗計(jì)算121
6.3.2設(shè)計(jì)的散熱系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)122
6.3.3風(fēng)道風(fēng)壓計(jì)算和風(fēng)機(jī)工作點(diǎn)確定123
6.3.4散熱系統(tǒng)的仿真125
6.4強(qiáng)迫風(fēng)冷系統(tǒng)的散熱優(yōu)化129
6.5實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證131

第7章多母排條件下雜散電感的提取及協(xié)同設(shè)計(jì)方法
7.1相鄰兩組母排之間雜散電感的影響分析概述139
7.2相鄰母排垂直方向上下分布的雜散電感分析142
7.3相鄰母排水平方向左右分布的雜散電感分析145
7.4母排在不同角度下的雜散電感分析148

第8章母排溫度和電流頻率對(duì)母排雜散參數(shù)的影響
8.1母排溫度對(duì)其雜散電感與電阻的影響153
8.2母排中電流頻率對(duì)其雜散電感與電阻的影響154
8.2.1集膚效應(yīng)與鄰近效應(yīng)154
8.2.2考慮集膚效應(yīng)與鄰近效應(yīng)的母排雜散參數(shù)分析157
8.2.3不同頻率下母排雜散電感與電阻的仿真提取158

第9章基于加權(quán)最小二乘的回路雜散電感提取優(yōu)化方法
9.1加權(quán)最小二乘原理分析161
9.2IGBT關(guān)斷瞬間的雜散電感提取優(yōu)化162
9.3實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證165
9.3.1雙脈沖原理分析165
9.3.2基于電容組布局對(duì)雜散電感的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)166

參考文獻(xiàn)