[发明专利]一种全关断过程的晶闸管宏模型及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种晶闸管模型及其控制方法，具体涉及一种全关断过程的晶闸管宏模型及其实现方法。

背景技术

晶闸管宏模型是以晶闸管外特性为基础，利用电路仿真软件中普通电气元器件构成的子电路来模拟特性。普通晶闸管宏模型以外特性为基础的集总参数电路和解析表达式构成，能反应晶闸管的开通、关断，反向恢复等工作特性；但是未对晶闸管的正向阻断恢复特性进行描述。而正向阻断恢复特性直接影响晶闸管关断过程的成败。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种全关断过程的晶闸管宏模型及其实现方法，本发明采用在普通晶闸管宏模型中加入正向阻断恢复模块的方法，能完整反应晶闸管的关断过程，准确地模拟晶闸管的各种工作状态和特性，有助于换流阀换相失败的研究。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种全关断过程的晶闸管宏模型，所述晶闸管宏模型包括依次连接的主模块、控制模块和反向恢复模块，其改进之处在于，所述反向恢复模块与正向阻断恢复模块连接，所述正向阻断恢复模块包括二极管D₄、控制开关SW₂、受控电压源E_gr和电阻R_gr；所述二极管D₄的阴极与控制开关SW₂的一端连接；所述受控电压源E_gr与二极管D₄的阳极连接；所述电阻R_gr与控制开关SW₂的另一端连接；通过控制开关SW₂逻辑判断比较关断角与晶闸管实时关断时间的大小。

进一步地，所述主模块包括反并联的二极管D_br和二极管D_bf；并联的电容C_f、电阻R_L、受控电流源I_rr和二极管Don-受控电压源E_I串联支路；二极管Don-受控电压源E_I串联支路由串联的二极管Don和受控电压源E_I组成；与二极管D_bf和二极管Don阴极和阳极同方向；

所述控制模块包括并联的受控电流源I_FC、电容Con、二极管D₁-直流电压源V_I串联支路和二极管D₂；二极管D₁-电压源V_I串联支路由串联的二极管D₁和直流电压源V_I组成；所述二极管D₁和二极管D₂的阴极和阳极反方向；

所述反向恢复模块包括二极管D₃-控制开关SW₁串联支路；所述受控电压源Err与二极管D₃的阳极连接；电阻Rrr与控制开关SW₁的一端连接；二极管D₃-控制开关SW₁串联支路由串联的二极管D₃和控制开关SW₁；所述二极管的D₃的阴极和电容Crr均与控制开关SW₁的另一端连接；

在主模块和控制模块之间连接有二极管D_GD和直流电压源E_GD串联支路；所述二极管D_GD和电压源E_GD串联支路由串联的二极管D_GD和直流电压源E_GD组成。

本发明还提供一种全关断过程的晶闸管宏模型的实现方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤：

（1）建立正向阻断恢复模块，比较晶闸管关断角与晶闸管关断时间t_q的大小；

（2）产生正向阻断恢复电流Igr；

（3）控制晶闸管在重新施加正向电压时的工作状态；

（4）若晶闸管已经正向导通，则控制开关SW₂恢复断开状态。