配电网静止同步补偿器的驱动与吸收电路设计唐杰1,2,罗安2,王跃球1(1.邵阳学院信息与电气工程系,邵阳422000;2.湖南大学电气与信息工程学院,长沙410082)摘要:配电静止同步补偿器(DSTATCOM)的可靠性与主电路功率开关器件的驱动和保护密切相关,DSTAT-COM运行中的诸多故障很大程度上与主电路功率开关器件有关。为了使功率开关器件稳定、可靠的工作,讨论并设计了DSTATCOM主电路功率开关器件IGBT的驱动电路和吸收保护电路。驱动电路采用集成智能驱动模块2SD315A,该模块集驱动、隔离、保护为一体且结构简单、功能强大、使用方便,非常适合于实际装置的开发。给出了利用2SD315A设计驱动电路的详细过程并为2SD315A设计了可靠的上电复位电路吸收保护电路采用RCD型电路,介绍了RCD型吸收保护电路的工作原理。根据RCD型吸收保护电路的工作原理和吸收保护电路安全可靠工作的目的建立了电路参数优化设计的数学模型。该模型中以功率开关器件承受的浪涌电压最小、放电时间常数最小和投资成本最小为目标函数。然后通过并行自校正多目标遗传算法优化吸收保护电路参数,给出了一个设计实例。实验装置的实际运行证明:所设计的IGBT驱动保护电路性能优良、可靠性高,对其它同类型的电力电子装置有较好的借鉴作用。关键词:配电静止同步补偿器;驱动电路;吸收电路;遗传算法;优化设计;功率开关器件中图分类号:TM933.1文献标志码:A文章编号:1003-6520(2008)03-0598-05基金资助项目:湖南省教育厅优秀青年项目基金(07B068)。ProjectSupportedbyScientificResearchFundofHunanProvin-cialEducationDepartment(07B068).DesignofDrivingandSnubberCircuitofIGBTUsedinDistributionStaticSynchronousCompensatorTANGJie1,2,LUOAn2,WANGYue-qiu1(1.DepartmentofInformationandElectrical,ShaoyangUniversity,Shaoyang422000,China;2.CollegeofElectricalandInformationEngineering,HunanUniversity,Changsha410082,China)Abstract:Inordertoensurethatthepowerswitchingdevicescanreliablywork,thedrivingcircuitandsnubbercir-cuitofIGBTusedinDSTATCOMisdiscussedanddesigned.Thedrivingcircuitconsistsofintelligentintegrateddrivingmodel2SD315A,whichhasthefunctionofdriving,insulationandprotection.The2SD315Ahasthemeritsofsimplestructure,multiplefunctionsandeasytooperation,suitableforDSTATCOMdevelopment.Thedesignprocessof2SD315Aisintroducedindetail.Duetothelockingphenomenaoccurinthestartoperationof2SD315A,theresetcircuitisusedtoovercomethelockingphenomena.Theschematicdiagramofresetcircuitispresented.ThesnubbercircuitconsistsofRCDtypesnubbercircuit.TheoperationprincipleoftheRCDsunbbercircuitisana-lyzed.TheoptimizationalgorithmofdesignparametersofRCDtypesnubbercircuitisestablishedonthebasisoftheoperationprincipleoftheRCDsunbbercircuitandthestabilityofIGBT.Intheoptimizationalgorithmmodetheop-timalobjectfunctionsareovervoltage,dischargetimeandthecostoftheRCDtypesnubbercircuit.Theparametersofsnubbercircuitarecalculatedbyparallelself-correctingmult-ifunction-objectivegeneticalgorithm.Anexampledesignbasedontheoptimizationalgorithmproposedispresented.TheexcellentperformanceandhighreliabilityisverifiedbyoperationoftheDSTATCOM.Keywords:distributionstaticsynchronouscompensator;drivingcircuit;snubbercircuit;geneticalgorithm;optimaldesign;powerswitchingdevices0引言配电静止同步补偿器(DSTATCOM)是一种重要的用户电力(CustomPower)装置。在配电网中,DSTATCOM能有效解决电压波动、电压暂降、电压不平衡、谐波污染等多种电能质量问题[1-6],因此成为了当前电气工程领域研究的热点之一。但从目前国内外的相关报道来看,更多是集中在DSTAT-COM的控制策略方面[7-10],很少有文献涉及到DSTATCOM装置的可靠性问题,然而其可靠性与主电路功率开关器件的驱动和保护密切相关。因此开展对DSTATCOM装置的驱动和保护研究对装置的安全、稳定运行...
