论文研究-串联晶闸管技术及Matlab仿真.pdf

简介：
本篇论文围绕串联晶闸管技术中的均压问题展开研究，并利用Matlab软件进行仿真分析。着重探讨了晶闸管串连时的静态均压与动态均压现象，并推导出静态均压电阻$R_{\text{static}}$的计算公式，同时阐述了选择静态均压电阻的原则。此外，文章深入剖析了晶闸管关断过程中动态电压不均的现象原因，并在Matlab环境中构建晶闸管模型，对串联晶闸管的关断动态特性进行了详细仿真研究。以下将从知识点角度进行详细说明：晶闸管串联技术是一种提升大功率半导体器件可靠性的关键技术，在高压直流输电系统中发挥着关键作用。通过将多个晶闸管串联使用，可以有效克服单晶闸管在高压直流输电系统中所面临的关键技术难题，并显著提高系统的承载能力，从而实现更高效的能量传输和灵活的调制控制功能。静态均压是指晶闸管处于关断状态时，由于各晶闸管的漏电特性差异较大，导致串联连接的每个晶闸管分担的电压不均匀。为了实现等电位分配，通常在每个晶闸管两端接入特定阻值的静态均压电阻Rp。精确计算后可确定理想的静态均压电阻值Rq，以确保串联晶闸管能够获得均匀的电压分配。 动态均压重点研究晶闸管关断过程中的电压不均匀现象。由于不同晶闸管在关断时的反向恢复电荷存在差异，具有较低反向恢复电荷的晶闸管会首先复现出阻断特性。而具有较高反向恢复电荷的晶闸管可能会引发串联晶闸管间的电压分配异常，从而超出允许的均压偏差范围。 基于Matlab软件，构建了具有关断特性及反向恢复能力的晶闸管模型，并通过该模型进行了仿真研究。通过对建立的模型进行仿真分析，获得了晶闸管串联关断过程中的电流和电压变化特征。在此基础上，结合所得数据并对比分析所得的电流与电压曲线形态，进一步优化了阻容分选器的结构参数设置。 研究者依据电路分析提出相关规则。文章指出，在确定静态均压电阻时需要考虑多个因素，包括均压系数和最大电压差等关键参数。通过数学模型计算得出相关的参数值，并最终确定均压电阻的具体数值，以确保串联晶闸管在非工作状态下维持稳定的电压水平。对晶闸管关断过程中的暂态现象进行了深入研究，在理论分析的基础上建立了等效电路模型。基于该模型可以系统地解释串联晶闸管间电压不均的现象，并在此基础上为工程实践提供了有效的解决方案和理论指导。依据晶闸管反向恢复过程中的电流特性，本文构建了一个基于指数函数的反向恢复电流数学模型，并详细推导了其具体的数学表达式。该模型不仅适用于理论分析，同时也可应用于Matlab仿真的过程中，用于准确描述晶闸管灭弧过程中的动态特性。在介绍这些知识点时，可看出该研究者在此领域进行了深入探讨，并借助Matlab软件对相关内容进行了模拟验证。这一研究对于高压电力系统中晶闸管的串联应用方面具有重大的实用价值。