MMC型HVDC输电系统子模块的设计
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由IGBT手册和功耗计算公式，结合传热学原理可知，IGBT芯片及二极管芯片的结温为：
式中：RthJC_I为IGBT结壳间热阻；RthCH_I为IGBT壳与散热器间热阻；RthJC_VD为二极管结壳间热阻；RthCH_VD为二极管壳与散热器间热阻；RthHA为散热器与周围环境间热阻；TA为环境温度。
为确保TJ_I和TJ_VD不超过最高允许结温，系统热设计时主要考虑设计合理的散热器以降低器件的温升，即减小RthHA。可根据结温计算公式计算出最大允许结温情况下的热阻RthHA(max)，并以此为依据计算液冷散热器相关参数。
在系统额定功率情况下，假定冷却液体入口温度为Tin，出口温度为To，则根据传热学原理，液冷散热器所需的液体流量为：
式中：Q为总热耗散功率；σ为液体的密度；V为冷却液体流速；Cp为冷却液体的比热容。
分别乘以可靠性系数1．2和过载系数1．2可得满足液冷系统散热要求的散热液体流量。
7 试验验证
设计出MMC的SM，直流侧工作电压范围为1～1．5 kV，交流侧工作额定电流为(100+270sin314t)A，交流侧5 min短时过载电流为(100+3 40sin314t)A，IGBT开关频率为300 Hz。选用FZ1200R33KF2C元件，控制电源选用SM直流侧高位取能，支撑电容器容值为6 mF，冷却方式为强迫水循环冷却，SM散热器水流量为8 L／min。针对SM实际运行工况，参照相关标准，进行系统模拟试验，试验电路如图5所示。试验证明，所设计的SM各方面性能指标均满足要求，实现了稳定可靠运行。试验波形如图6所示。本文引用地址：//www.cghlg.com/article/175872.htm
8 结论
针对MMC型HVDC系统SM进行了深入研究，介绍了MMC型输电系统的基本原理，重点阐述了SM的系统架构和设计方法，针对设计中涉及到的关键参数计算和热设计等给出了计算公式和实现思路，最后通过试验验证了SM设计方法的合理性和可靠性。
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