MW風電變流器IGBT模塊吸收電容及電流傳感器

MW級風電變流器IGBT模塊直流母線吸收電容及電流傳感器選擇，IGBT模塊選用三菱new mpd系列IGBT模塊CM1800DY-34S，介紹了IGBT模塊由于直流母線雜散電感產(chǎn)生尖峰電壓及吸收電容容值計算方法，并以此為依據(jù)選擇合適的薄膜電容器，作為直流母線吸收電容。
盡管設(shè)計中直流濾波電容與IGBT間采用復(fù)合母排連接，但是考慮直流濾波電容上的串聯(lián)電感與復(fù)合母排上存在的分布電感的影響，為了抑制IGBT在快速開關(guān)過程中的過電壓，需要在IGBT兩端安裝吸收電容。
吸收電容的容值選取公式如下式所示： 其中，I_peak為最大關(guān)斷電流，L_σ為線路雜散電感，Δu 為關(guān)斷時允許的電壓變化范圍。
由于功率組件設(shè)計最大運行電流有效值為1250A，則電流峰值為1767.5A；考慮中間直流電壓最高1100V，CM1800DY-34S模塊的最高耐壓為1700V，驅(qū)動板上關(guān)斷過壓抑制TVS管耐壓為1400V，為了避免TVS頻繁動作，限定在最大運行電流時關(guān)斷過壓小于250V；每只直流濾波電容的自感為40nH，10支并聯(lián)后直流電容上的電感為4nH，復(fù)合母排的分布電感假定為40nH，則關(guān)斷時線路雜散電感為44nH。在此條件下，吸收電容的容值C≥2.28μF。
在考慮關(guān)斷電流為1767.5A，吸收電容需要承受峰值電流為1767.5A，基于IGBT的正負出線方式，選擇選擇兩只吸收電容，每只容值大于1.14μF，承受峰值電流大于884A。吸收電容耐壓應(yīng)與IGBT相當，選擇其耐壓為1700VDC。
EACO公司的吸收電容列表如下表所示，型號為STM-1700-1.5-RP28的吸收電容容量為1.5uF，工作電壓為1700VDC，Ipeak=915A，可以滿足設(shè)計要求。也可選擇符合上述要求的其他廠家吸收電容。 電流傳感器:
功率組件交流側(cè)最高輸出電流為1250Arms，因此電流傳感器的測量范圍應(yīng)該大于該數(shù)值；組件的工作電壓為直流1100V和交流690Vac，依據(jù)標準，電流傳感器的原副邊能夠滿足承受2500Vac/60s耐壓測試的要求；工作環(huán)境溫度至少需要滿足-20℃~45℃的要求。風電領(lǐng)域電流傳感器的主流供貨商為LEM公司和ABB公司，適合該功率等級的電流傳感器型號分別為ES2000S（ABB公司）和LT2005S（LEM公司）。