类全桥子模块MMC在船舶中压直流电力系统中的应用_谭学武.pdf
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1、26 电子技术 第 52 卷 第 2 期(总第 555 期)2023 年 2 月Electronics 电子学加速故障电流的衰减。2 直流故障阻断机理研究本文以直流双极短路故障为例,对SFBSM-MMC的直流故障阻断机理开展研究,将故障处理过程分为闭锁前阶段和闭锁阶段。2.1 闭锁前阶段闭锁前阶段的放电回路及其等效电路如图2所示,闭锁前几毫秒过程的直流故障电流主要来自桥臂电容放电电流,电容放电路径与电流流向见图2(a)红线,由图2分析可得式(1)。(1)式中,idc为故障回路电流;upO、unO为正负极对地电0 引言因直流断路器工艺不成熟和开断能力欠佳,解决船舶MVDC电力系统的直流故障问题的
2、首选方法便是借助MMC自身结构限制直流侧故障1,2。董云龙3提出的类全桥子模块(Simple Full Bridge Sub-Module,SFBSM)MMC减少IGBT数量并兼备直流故障阻断能力,目前国内外学者并未在船舶电气领域对其研究。为了解决船舶MVDC电力系统的直流故障问题,本文提出采用SFBSM-MMC作为系统整流器,分析了其拓扑结构和直流故障阻断机理,最后使用Matlab对其直流故障阻断能力进行了验证。仿真结果表明,SFBSM-MMC能够在故障阶段毫秒级清除直流故障电流。1 拓扑结构和工作原理SFBSM-MMC拓扑结构如图1所示,其具有正投入、切除和闭锁三种工作模式。闭锁模式下,桥
3、臂电流i0时,桥臂电流通过二极管D1和D4给电容C充电,从而为放电回路提供反电势以切断故障点弧道;桥臂电流i0时,故障电流通过二极管D2和D3给子模块电容C充电,从而迅速建立故障回路反电势,作者简介:谭学武,湖南工业大学电气与信息工程学院,硕士;研究方向:现代电力电子技术及系统。邓木生,湖南工业大学电气与信息工程学院,副教授;研究方向:电气控制、应用电子技术。张鹏程,湖南工业大学电气与信息工程学院,硕士;研究方向:现代电力电子技术及系统。收稿日期:2023-01-10;修回日期:2023-02-12。摘要:阐述船舶中压直流(MVDC)电力系统的直流故障问题,提出采用类全桥子模块MMC(SFBS
4、M-MMC)作为系统的整流器,使其具有直流故障阻断能力。探讨SFBSM-MMC的拓扑结构和直流故障阻断机理,使用Matlab对提出的方案进行验证。关键词:SFBSM-MMC,直流故障,船舶MVDC系统。中图分类号:TM721.1 文章编号:1000-0755(2023)02-0026-02文献引用格式:谭学武,邓木生,张鹏程.类全桥子模块MMC在船舶中压直流电力系统中的应用J.电子技术,2023,52(02):26-27.类全桥子模块MMC在船舶中压直流电力系统中的应用 谭学武,邓木生,张鹏程(湖南工业大学 电气与信息工程学院,湖南 412007)Abstract This paper exp
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