MMC型HVDC輸電系統子模塊的設計
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由IGBT手冊和功耗計算公式，結合傳熱學原理可知，IGBT芯片及二極管芯片的結溫為：
式中：RthJC_I為IGBT結殼間熱阻；RthCH_I為IGBT殼與散熱器間熱阻；RthJC_VD為二極管結殼間熱阻；RthCH_VD為二極管殼與散熱器間熱阻；RthHA為散熱器與周圍環境間熱阻；TA為環境溫度。
為確保TJ_I和TJ_VD不超過最高允許結溫，系統熱設計時主要考慮設計合理的散熱器以降低器件的溫升，即減小RthHA。可根據結溫計算公式計算出最大允許結溫情況下的熱阻RthHA(max)，并以此為依據計算液冷散熱器相關參數。
在系統額定功率情況下，假定冷卻液體入口溫度為Tin，出口溫度為To，則根據傳熱學原理，液冷散熱器所需的液體流量為：
式中：Q為總熱耗散功率；σ為液體的密度；V為冷卻液體流速；Cp為冷卻液體的比熱容。
分別乘以可靠性系數1．2和過載系數1．2可得滿足液冷系統散熱要求的散熱液體流量。
7 試驗驗證
設計出MMC的SM，直流側工作電壓范圍為1～1．5 kV，交流側工作額定電流為(100+270sin314t)A，交流側5 min短時過載電流為(100+3 40sin314t)A，IGBT開關頻率為300 Hz。選用FZ1200R33KF2C元件，控制電源選用SM直流側高位取能，支撐電容器容值為6 mF，冷卻方式為強迫水循環冷卻，SM散熱器水流量為8 L／min。針對SM實際運行工況，參照相關標準，進行系統模擬試驗，試驗電路如圖5所示。試驗證明，所設計的SM各方面性能指標均滿足要求，實現了穩定可靠運行。試驗波形如圖6所示。本文引用地址：http://www.104case.com/article/175872.htm
8 結論
針對MMC型HVDC系統SM進行了深入研究，介紹了MMC型輸電系統的基本原理，重點闡述了SM的系統架構和設計方法，針對設計中涉及到的關鍵參數計算和熱設計等給出了計算公式和實現思路，最后通過試驗驗證了SM設計方法的合理性和可靠性。
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