80kva/400a大功率变流器系统H桥低感叠层母线排设计

比较

图6 母排有限元分析

4 优化后母排仿真与实验结果
4.1 有限元软件分析结果
图7为实际优化后使用的h桥母线排结构，在考虑到电流路径和电容端子方向及其他优化方式后，使用有限元分析软件ansoft对其表面电流分布进行了仿真。仿真结果如图8所示。由图8中可以看出，除母线排开孔处由于涡流效应导致的电流分布不均匀以外，整个母线排的电流分布比较均匀，由此造成的杂散电感经过有限元软件直接提取结果为21nh，可以满足工业要求。
4.2 实验验证结果
本节主要通过实验进行典型布局下的母线排igbt过电压波形与采用优化后布局的比较，如图9所示。实验使用80kva/400v变流器系统。图10和图11为实验得到的igbt过电压波形，其中图11为采用典型布局的h桥母线排中测得的igbt过电压波形，图11为采用优化后布局的母线排中测得的igbt过电压波形。由图中可以看出新型母线排布局有良好的抑制过电压效果。

图7 h桥母线排结构

图8 叠层母线排表面电流分布

图9 新型母线排布局

图10 典型布局母线排中的过电压波形

图11 新型布局母线排中的过电压波形

5 结束语
本文以80kva/400a变流器系统为例，设计了一种新型的叠层母排，得到了以下结论：
（1）新型叠层母线的应用使得各器件具有良好的关断特性，可以减少吸收电容的使用个数，缩小系统体积，具有良好的电磁兼容特性；
（2）叠层母线的布局中应注意电流路径、电容端子布局等问题，可以有效的减少杂散电感，提高系统的抑制过电压能力。