IGBT在励磁系统中的应用.pdf

技术一父 _}勺应用 一叫国了一0一m×o∞@0 l3iil： 0。 IGBT在励磁系统中的应用 刘国瑞 (陕西蒲城发电有限责任公司，陕西 蒲城 715501) 通态电阻的特点，是 目前较好的功率开关器件。它的 1 概述 控件部分具有MOS管的特点，功率部分具有双极晶 体管的特点。同时，陔器件还可以通过很小的电压控 励磁系统是同步发电机的重要组成部分，其作 制大电压、大电流。 用为：1)提供发电机正常运行必须的励磁；2)维持发 图1为IGBT~作原理示意图。直流电源正端通 第 电机端电 在给定的水平；3)提高和改善发电机运 过负载电阻R接IGBT管的集电极，电源负端接IGBT 36 卷 行的稳定性 。 开关管的发射极。若IGBT晶体管的基极电流，=0，则 陕两华电蒲城发电有限责任公司l号发电机组 集电极电流Ic=0，负载电阻上的压降为零。电源电压 第 励磁系统F}1武汉电T技术研究所研制生产，型号为 全部加在IGBT管上。IGBT管处于阻断状态，这相当 1O 期 HI一09l 其发电机励磁为它励方式，电源来 自与发 于开关断开。若给IGBT管提供一个足够大的基极电 电机同轴的交流励磁机机端，经可控硅桥式整流后 流，(对应于+ ；)，使I．U,：cf／ir，(为晶体管的共发射 供给发电机转子；励磁机励磁为 自并励方式，励磁电 极电流放大系数)，~t]IGBT管的集电极电流 =Uc／ 囝 源米 自机端经二椴管桥式整流，通过IGBT进行涮 R．．．~IIIGBT晶体管c(集电极)、E(发射极)两端电压 节，达到维持励磁机机端电压恒定的日的。 接近为零，电源电压几乎全都加在负载R。上 ，T (开 1号机组设备参数：发电机额定电乐为24kv，额 关)处于导通状态，这相当于电路中开关的接通 南 定功率为330MW，功率 大【]数为0．85，额定电流为 此可见，通过对IGBT基极电流的控制，可使IGBT晶 9339A，窄载时励磁电 为150V、励磁电流为913A，额 体管在阻断及导通两种状态下跳变．这就是通常所 定负载时励磁电压为402V、励磁电流为2610A，过 说的晶体管的开关作用。 激励磁时励磁电 为804V、励磁电流为5220A：励 磁机额定电压为650V，额定功率为1200kW，功率凶 数为0．46，空载时励磁电压为28V、励磁 电流为69A， 额定负载时励磁电 为77．5V、励磁电流为190A。 2 IGBT的开关特性及励磁调节原理 2．1 IGBT的开关特性 图1 IGBT开关特性原理图 IGBT是一种新型的功率开关器件，具有功率场 22 IGBT开关式励磁调节的工作原理 效应管的高输入阻抗、驱动简单和巨型晶体管的低 利用IGBT管的开关特性，呵以将其 于励磁调 收稿 日期：2008—09～l5 作者简介：刘 瑞，(1973一)男，山东浆1f几人，本科，助理丁程帅，从事发电厂电气二r：程妓术管理T作 ． 节。其原理如图2所示：当开关T闭合时，励磁机的电 电路 ，其工作频率可达10kHz，并能对IGBT进行过 枢电压加于其励磁绕组上，而