專題六開關(guān)狀態(tài)電流測控系統(tǒng)建模方法

專題六開關(guān)狀態(tài)電流測控系統(tǒng)建模方法1第一頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六由于大功率電力電子器件的開通、關(guān)斷時間會以納秒數(shù)量級出現(xiàn)，因此，電力電子器件的開關(guān)狀態(tài)時所產(chǎn)生的脈沖電流會呈現(xiàn)很大的變化率，即di/dt會相當(dāng)大。例如，現(xiàn)在對一種新的電力變換裝置有很大的應(yīng)用需求，即對電壓10千伏以上、電流數(shù)十千安以上、電流上升時間數(shù)十納秒以下的超大功率、超高速能量變換裝置。能夠完成這種電力變換的有一種典型開關(guān)，叫RSD（ReverselySwitchedDynistor）開關(guān)[19]。如何快速、可靠、準(zhǔn)確地檢測RSD開關(guān)的狀態(tài)電流，研究它的開通和關(guān)斷等開關(guān)特性，便于改善其高速大功率工作性能，有重要意義。舉例252第二頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六RSD開關(guān)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理示意圖3第三頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六RSD開關(guān)狀態(tài)電流測試平臺簡介RSD開關(guān)狀態(tài)電流測試平臺由反向觸發(fā)回路和主放電回路兩部分組成，如圖6-38所示。圖中D1、R1和uS1分別為主電容器充電回路參數(shù)；D2、R2和uS2為控制電容器充電回路參數(shù)；當(dāng)控制電容器C2被諧振反向充電時，由于主放電回路中的磁開關(guān)L1的隔離延遲開通作用，使得控制電容器C2經(jīng)RSD開關(guān)反向放電，因此，給RSD開關(guān)提供一個具有較大幅值和合適持續(xù)時間的反向脈沖電流，從而為RSD開關(guān)的開通提供了其中兩個必要條件。當(dāng)磁開關(guān)L1的延遲結(jié)束后，主電容器C1上所充電壓，便通過RSD開關(guān)向負(fù)載RLoad放電。4第四頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六RSD開關(guān)電流測試平臺等效電路圖5第五頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六放電回路總電流iFD(t)由主放電回路的電流和反向觸發(fā)回路電流疊加組成，即6第六頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六羅氏線圈端電壓數(shù)學(xué)模型被測電流i1(t)為：7第七頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六羅氏線圈端電壓的表達(dá)式為：8第八頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六主放電回路的電流iFD(t)和羅氏線圈的終端電壓uS(t)的數(shù)學(xué)模型9第九頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六iFD1(t)仿真模型的子系統(tǒng)10第十頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六iFD1(t)子系統(tǒng)中各個功能模塊的參數(shù)設(shè)置方法①名為Derta的Gain模塊參數(shù)為：-12e5；②名為E1/L(FD)的Gain模塊參數(shù)為：10e3/1.8e-6；11第十一頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六iFD2(t)子系統(tǒng)中各個功能模塊的參數(shù)設(shè)置方法①名為Derta的Gain模塊參數(shù)為：-6e5；②名為E2/w(FX)L(FX)的Gain模塊參數(shù)為：-3.5e3/31e5/0.5e-6；③正弦波形SineWave的參數(shù)為：Amplitude欄為1、Bias為0、Frequency(rad/s)欄為31e5（即FX的取值）、Phase/rad欄為0、Sampletime欄為1e-7；12第十二頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六自積分式羅氏線圈端電壓uS(t)仿真波形13第十三頁，共十五頁，編輯于2023年，星期六電流iFD(t)、iFD1(t)