SiC-IGBT kan anv\u00e4ndas i m\u00e5nga olika applikationer, fr\u00e5n frekvensomriktare och trefasomriktare till frekvensomriktare och trefasomriktare. F\u00f6rdelarna \u00e4r h\u00f6g verkningsgrad och minimal switchf\u00f6rlust samtidigt som de bidrar till att minska komponentstorleken.<\/p>\n
F\u00f6r att utv\u00e4rdera deras prestanda har vi konstruerat ett experimentellt system. Resultatet visade att dessa nya switchar kan \u00f6ka effektiviteten i traditionella AGPU-system.<\/p>\n
Kostnaden \u00e4r ofta en avg\u00f6rande faktor i applikationer med effektomvandlare. Kiselkarbidkomponenter (SiC) erbjuder betydande kostnadsf\u00f6rdelar j\u00e4mf\u00f6rt med motsvarande Si-IGBT-komponenter, vilket g\u00f6r dem till attraktiva alternativ f\u00f6r h\u00f6geffektiva och snabba motorstyrningar tack vare l\u00e4gre tillverkningskostnader och h\u00f6gre switchfrekvenser som ger b\u00e4ttre prestanda och effektt\u00e4thet \u00e4n standard Si-IGBT.<\/p>\n
Att v\u00e4lja en effektiv gate-drivkrets \u00e4r centralt f\u00f6r att minska omformarkostnaden. En bra gate-drivkrets b\u00f6r ha l\u00e5g induktans f\u00f6r att minska sp\u00e4nnings\u00f6verslag och ringning p\u00e5 grund av felaktig induktans; dessutom m\u00e5ste den t\u00e5la h\u00f6ga str\u00f6mbelastningar samtidigt som den ger tillr\u00e4cklig galvanisk isolering mellan sig sj\u00e4lv och lasten.<\/p>\n
Konstrukt\u00f6rer som vill s\u00e4nka kostnaderna m\u00e5ste v\u00e4lja en optimal gate-driver-design och switchfrekvens. En optimal frekvens b\u00f6r vara s\u00e5 l\u00e5g som m\u00f6jligt utan att man producerar skrymmande filterkomponenter, enligt forskning p\u00e5 SiC-IGBT- och Si-IGBT-omvandlare vid olika vindhastigheter och 30 kHz och 3 kHz kopplingsfrekvenser; effektiviteten var h\u00f6gre f\u00f6r SiC-IGBT vid h\u00f6gre vindhastigheter - men detta uppv\u00e4gdes av h\u00f6gre kostnader och volymer i samband med SiC-IGBT-omvandlare.<\/p>\n
SiC-IGBT-enheter har \u00f6verl\u00e4gsen effektivitet och effektt\u00e4thet j\u00e4mf\u00f6rt med traditionella Si-baserade enheter, samt l\u00e4gre enhetsf\u00f6rluster och driftstemperaturer som g\u00f6r dem l\u00e4mpliga f\u00f6r h\u00f6gpresterande applikationer som motorstyrningar. F\u00f6r att maximera prestandan m\u00e5ste dessa enheter arbeta vid h\u00f6gre switchfrekvenser, s\u00e5 syftet med den h\u00e4r artikeln \u00e4r att unders\u00f6ka hur SiC-IGBT-enheter fungerar i ett AGPU-system.<\/p>\n
Det experimentella arbetet omfattade anv\u00e4ndning av en 62 mm, 400 A, 1,2 kV Si-IGBT-modul med DC-l\u00e4nkkondensatorer, induktor p\u00e5 inverterarsidan, luftkyld kylfl\u00e4ns, grinddrivdon med skyddslogik och sensorer samt sp\u00e4nnings- och str\u00f6mm\u00e4tningar med b\u00e5de handh\u00e5llna oscilloskop (MICsig 200 MHz handh\u00e5llet multifunktionsoscilloskop och Hantek UT201 clampmeter), m\u00e4tningar av grind-till-emitter-sp\u00e4nning respektive \u00f6verskottsstr\u00f6m; resultaten visade att SiC-IGBT hade kortare kopplingstider \u00e4n sina traditionella motsvarigheter (figur 4).<\/p>\n
SiC-IGBT-omvandlarna uppvisade l\u00e5g switchf\u00f6rlust med 2 A belastning. Deras analys av transientresponsen f\u00f6r kollektor-till-emitter-sp\u00e4nningen visade ocks\u00e5 detta faktum: grindmotst\u00e5ndet vid p\u00e5slagning minskade n\u00e4r belastningsstr\u00f6mmen \u00f6kade, men grindmotst\u00e5ndet vid avst\u00e4ngning \u00f6kade n\u00e4r belastningsstr\u00f6mmen \u00f6kade, vilket ledde till stora \u00f6verslagsstr\u00f6mmar och ringar i sp\u00e4nningsv\u00e5gformen. Volymerna f\u00f6r passiva komponenter, som induktansvolymer p\u00e5 b\u00e5da n\u00e4tsidorna (induktansvolymerna p\u00e5 n\u00e4tsidan ber\u00e4knades), kondensatorvolymer och filtervolymer, utv\u00e4rderades och j\u00e4mf\u00f6rdes; resultaten visade att SiC-IGBT-omvandlaren hade l\u00e4gre totalvolymer \u00e4n den traditionella Si-IGBT-omvandlaren.<\/p>\n
SiC-IGBT i AGPU-system kan \u00f6ka sin effektivitet avsev\u00e4rt genom att ers\u00e4tta traditionella Si-transistorer med SiC-transistorer. Detta kan \u00e5stadkommas genom att s\u00e4nka de totala systemf\u00f6rlusterna och \u00f6ka kopplingshastigheten, t.ex. genom att s\u00e4nka resonansfrekvensen, \u00f6ka avst\u00e4ngningsf\u00f6rdr\u00f6jningen eller anv\u00e4nda grinddrivdon med minskad induktans.<\/p>\n
I detta dokument unders\u00f6ks prestandan hos SiC-IGBT-moduler som anv\u00e4nds i AGPU-baserade kraftomvandlingssystem. Tre experimentella system har konstruerats och skapats: ett traditionellt AGPU-system, ett SPT-system (single pulse test) och en trefasomvandlare. Resultaten j\u00e4mf\u00f6rs sedan och analyseras f\u00f6r att j\u00e4mf\u00f6ra skillnader i driftprestanda mellan Si-IGBT och SiC-IGBT-moduler.<\/p>\n
En omfattande j\u00e4mf\u00f6relse av beteendet vid h\u00e5rd omkoppling genomf\u00f6rdes med 1200 V Si-IGBT- och SiC-IGBT-moduler, och resultaten visade att SiC-IGBT har l\u00e4gre resonansfrekvenser, l\u00e4gre \u00f6verskjutningsstr\u00f6m och minskade omkopplingsf\u00f6rluster \u00e4n Si-IGBT. Tillslagsegenskaperna f\u00f6r de b\u00e5da typerna av kraftaggregat j\u00e4mf\u00f6rdes ocks\u00e5, vilket visade att SiC-IGBT hade kortare tillslagsf\u00f6rdr\u00f6jning och l\u00e4gre resonansfrekvenser \u00e4n Si-IGBT.<\/p>\n
SiC-IGBTs \u00e4r beroende av att ha ett l\u00e5gt gatemotst\u00e5nd vid p\u00e5slagning som en viktig del av deras framg\u00e5ngsrika drift, eftersom snabb laddning av deras gate-till-emitter-sp\u00e4nning kr\u00e4ver snabba laddningstider. Externa gatemotst\u00e5nd f\u00f6r p\u00e5slagning\/avst\u00e4ngning m\u00e5ste ha l\u00e5ga induktansv\u00e4rden f\u00f6r att minska eventuella ringningar som orsakas av vilseledande induktanser och f\u00f6rhindra eventuella ringningseffekter.<\/p>\n
SiC MOSFETs h\u00f6gre switchfrekvenser bidrar till att minska f\u00f6rlusterna i dioder och gate-drivdon, vilket \u00f6kar den totala omvandlarverkningsgraden. Dessutom kan dessa MOSFET:er vara mindre k\u00e4nsliga f\u00f6r fel orsakade av h\u00f6genergipartiklar som orsakas av tre huvudfaktorer - enhetens materialtyp, enhetens ytarea och sp\u00e4nningssp\u00e4nning - med bredare bandgap och mindre enhetsstorlekar som g\u00f6r dem mindre s\u00e5rbara.<\/p>\n
SiC MOSFETs utv\u00e4rderades mot standard IGBTs av kisel (Si) f\u00f6r att j\u00e4mf\u00f6ra deras prestanda som omvandlarkomponenter. Resultaten visade att SiC-komponenterna minskade effektf\u00f6rlusterna f\u00f6r en typisk 3-fas SPWM 2-niv\u00e5omvandlare med n\u00e4stan 10 g\u00e5nger; den \u00f6kade kopplingsfrekvensen bidrog ocks\u00e5 till att s\u00e4nka induktorns vikt med 68%, vilket resulterade i betydande besparingar av omvandlarens totala vikt.<\/p>\n
Denna studie j\u00e4mf\u00f6r komponenterna i en n\u00e4tansluten 190 kVA 2L-VSC som best\u00e5r av SiC-MOSFETs och Si-IGBTs konstruerade f\u00f6r anv\u00e4ndning i ett 690 V-n\u00e4t, inklusive LCL-filterkonstruktioner f\u00f6r DC-l\u00e4nk och n\u00e4tsida med SiC-MOSFETs som en del av en LCL-filterkonstruktion f\u00f6r 690 V-n\u00e4t. J\u00e4mf\u00f6relsen baseras p\u00e5 experimentell karakterisering av switchbeteende samt datablad som visar on-state-beteende. SiC-MOSFETs har reducerade switchf\u00f6rluster samt reducerad str\u00f6mde-rating vid h\u00f6ga temperaturer, vilket g\u00f6r dem idealiska f\u00f6r industriella applikationer d\u00e4r stabil effekt \u00e4r avg\u00f6rande.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
SiC-IGBTs can be utilized in numerous applications, from AC motor drives and three-phase inverters to AC motor drives and three-phase inverters. Their advantages include high efficiency and minimal switching loss while simultaneously helping reduce component size. In order to evaluate their operating performance, we designed an experimental system. As a result, results revealed that these… L\u00e4s mer \"Hur SiC-IGBT:er presterar i ett AGPU-system<\/span><\/a><\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"neve_meta_sidebar":"","neve_meta_container":"","neve_meta_enable_content_width":"","neve_meta_content_width":0,"neve_meta_title_alignment":"","neve_meta_author_avatar":"","neve_post_elements_order":"","neve_meta_disable_header":"","neve_meta_disable_footer":"","neve_meta_disable_title":"","footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-591","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-uncategorized"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/591","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=591"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/591\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":592,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/591\/revisions\/592"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=591"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=591"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=591"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}