三电平IGBT模块发波问题

刘洪佶刘洪佶 提问于:2025-09-15 16:50 软件使用 152 浏览 5 回答

您好!我们在使用ADPSS仿真平台搭建一款基于三电平NPC拓扑的风力发电机详细模型时,发现其输出波形与预期的平均值模型存在差异。

为进行问题排查,我们首先剥离了控制部分,构建了一个最基础的三相NPC三电平不控整流电路(使用二极管或未加触发脉冲的IGBT)进行验证。该电路的仿真条件如下:

1.电源:三相理想电压源,线电压有效值设置为 1 kV。

2.拓扑:标准的三电平NPC整流桥,直流侧为两个串联的电容,其中点为 O。

3.测量点:直流母线正极 P、负极 N 及中点 O。

4.期望值:根据理论计算,在此条件下,直流母线总电压(P-N之间)应达到线电压峰值,即 1414。每个电容上的电压(P-O及O-N之间)应约为 707。

当前问题:

我们在 Simulink 中搭建了完全相同的测试模型,仿真结果与理论值完全吻合(P-N电压为1414V,P-O和O-N电压为707V)。

然而,在ADPSS中运行相同的测试时,所测得的直流电压值与理论值存在偏差(模型已上传至附件)。

求助内容:

想请教ADPSS专家,可能导致此差异的原因有哪些?我们希望能从以下方面入手排查:

1.器件模型设置:ADPSS中的IGBT/二极管模块是否存在特殊的参数(如导通压降、关断电阻、 snubber电路等)需要配置,才更接近理想开关?

2.拓扑连接:在ADPSS中搭建NPC拓扑时,是否有特殊的注意事项或常见的连接错误?

3.仿真环境设置:是否是仿真步长、求解器类型等数值计算设置影响了结果?

我们希望能首先解决这个基础的不控整流模型的问题,以确保拓扑搭建无误,之后再进一步排查风机控制模型的故障。

附件为搭建的不控整流模型。

软件版本 3.0
计算方式 本地串行

20250915164752175792607223417.rar

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彭丽
彭丽LV3

回答于:2025-09-16 14:27北京

应该是初始潮流导致的,建议加上平波电抗器,修改“潮流输入”中的母线电压,送端电源幅值改为斜率上升等方式,避免初始化期间电容电压被充电到过高。
刘洪佶 LV2

回复于:2025-09-23 08:51天津

您好,我们进行常规自查手段,具体如下:
1.NPC拓扑内部排查:
多次更改输入相序(ABC/BCA/CBA),异常输出完全相同,排除相序错误。
尝试两种理论上相反的钳位二极管连接方向,输出均无变化。
将IGBT替换为二极管,并确保方向正确(阴极朝向P点),问题依旧。
确保所有开关管初始状态设置为“导通”,问题依旧。
2.决定性对比测试:简易二极管整流桥
操作:拆除NPC桥,替换为一个由6个二极管组成的标准三相全桥整流电路。
现象:该简易桥路同样输出异常高压。
关键突破:在简易二极管桥的直流侧电容上并联泄放电阻后,输出电压很快恢复正常值 1.414 pu。
结论一:此实验证明我们的电源、测量、仿真环境设置正确无误。问题根源在于直流侧初始条件,需通过泄放电阻提供初始通路。
结论二:NPC拓扑在并联相同泄放电阻后,异常高压问题依然存在! 这证明NPC拓扑存在独立于初始条件之外的、更深层次的功能性错误。
3、 请求事项
基于以上实验,我们确信问题并非出于基础建模错误,而可能源于ADPSS中对NPC此类复杂拓扑的特定实现方式、隐藏参数或软件缺陷。
为高效推进问题解决,我们请求:
基于我们提供的模型文件(已上传),直接进行调试。
核心目标:修改NPC整流桥模型,使其能输出正确的 1.414 pu 直流电压。我们需要的是一个不依赖临时泄放电阻的、纯净的解决方案。
期望交付物:
【首选】 修复后的、可正确运行的模型文件,并附上详细的修改说明(例如:修改了XX元件的XX参数/XX连接)。
【次选】 如果我们的模型搭建无误,请明确告知此为ADPSS软件的一个已知限制或未修复缺陷(Bug),并提供官方解决方案或后续计划。
我们已通过自行测试为问题定位提供了充分依据,期待您的专业技术支持,谢谢。
彭丽 LV3

回复于:2025-09-26 09:14北京

您好,请问尝试调整初始潮流(修改“潮流输入”中的母线电压)的结论是什么呢?
刘洪佶 LV2

回复于:2025-09-26 09:20天津

没有明显效果,现在初步定位是IGBT的问题(六个纯二极管是可以实现不控整流的,但是需要泄放电阻)
彭丽 LV3

回复于:2025-09-26 10:28北京

http://180.184.90.93/qa/zb_users/upload/2025/09/20250926102642175885360288736.rar 请查看附件,应该可以了,但请确认电容的值是否有问题。