Κατασκευαστική Μελέτη Ημιαγωγικών Διακοπτών Ισχύος

Abstract

Στη παρούσα εργασία έγινε η μελέτη κατασκευής ενός ημιαγωγικού διακόπτη με ικανότητα τάσης 2kV και έντασης ρεύματος 10kA για τρείς πιθανούς ημιαγωγούς, τα GTO, IGCT και IGBT. Επειδή η χρήση ενός μόνο στοιχείου δεν μπορεί να αποδώσει τις επιθυμητές τιμές λειτουργίας, η μελέτη επεκτάθηκε στο παραλληλισμό και στη σειρά σύνδεση των στοιχείων. Έτσι περιλαμβάνεται η μελέτη των φαινομένων που ανακύπτουν κατά τη διαδικασία παραλληλισμού κλάδων με ημιαγώγιμα στοιχεία, και κατά την εν σειρά σύνδεση τους. Επιπλέον περιλαμβάνεται η συνολική διάταξη ισχύος του διακόπτη μαζί με τα συστήματα προστασίας έναυσης και σβέσης των ημιαγωγών. Τέλος, αναπτύχθηκαν τρία γενικά μοντέλα προσομοιώσεων των ημιαγωγών που χρησιμοποιήθηκαν για το πρόγραμμα pspice, τα οποία προσεγγίζουν τα βασικά χαρακτηριστικά λειτουργίας αντίστοιχων βιομηχανικών μοντέλων σε συστήματα μεγάλης ισχύος.Συμπληρωματικά, αναπτύχθηκαν και προσομοιώθηκαν συστήματα με δυνατότητα παραγωγής παλμών μεγάλης ισχύος με τη χρήση του ημιαγωγικού διακόπτη μέσω της εκφόρτισης μιας συστοιχίας πυκνωτών. Επιπλέον, έγινε μελέτη του συστήματος φόρτισης της συστοιχίας πυκνωτών, ενώ στο τέλος έγινε και σύγκριση αυτών των συστημάτων με τις κρουστικές γεννήτριες.