阀串结构对IEGT表面压力分布的影响研究
2022-12-21李骏王智勇李德召王文杰
机械工程师 2022年12期
关键词:结构
李骏,王智勇,李德召,王文杰
(1.常州博瑞电力自动化设备有限公司,江苏 常州 213025;2.南京南瑞继保电气有限公司,南京 211102)
0 引言
柔性直流输电相比于常规直流输电不仅运行控制灵活、智能化程度高,而且具有对交流系统无依赖、运行方式多样等优点。而这种先进输电技术的实现,离不开全控型电力电子器件的应用,绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)是全控型电力电子器件的代表,是柔性直流输电系统中对电能进行控制、传输与变换的核心部件[1-7]。
目前大功率开断器件——电子注入增强型栅极晶体管(Injection Enhanced Insulated Gate Bipolar Transistor,IEGT)将GTO和IGBT的优点集于一身,它具有导通压降低、门极驱动电流小、安全工作区宽等优点,广泛运用于柔性直流输电系统中[8-9]。其中压接式IEGT由于其双面散热、高可靠性和失效短路模式等优点,相比于传统焊接式IEGT 更适合于高压串联系统。但是压接型IEGT器件内部通过多芯片并联的形式来提高电流等级,而IEGT压接阀串结构设计不合理会导致IEGT表面压力分布不均,从而局部接触压力小的区域接触热阻较大,致使局部温升过高,甚至超过IEGT的最高允许结温,导致内部芯片热烧毁[10-21]。
本文基于柔性直流配网直流断路器IEGT换流阀组,首先建立了压接型IEGT阀串的有限元模型,通过仿真分析了IEGT阀串结构对器件工作表面压力分布的影响,并通过压力均匀性及开断试验验证了有限元模型及边界条件的正确性,为后续IEGT阀串的压接结构设计提供指导。
1 IEGT阀串有限元模型建立
1.1 IEGT阀串结构设计
本……
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