Estimating the Overload Capacity of IGBTs by the Criterion of Their Heating in Conducting State
Keywords:
three-phase inverters, IGBTs, overload capacity, renewable energy sources, virtual synchronous machine
Abstract
The last decade has witnessed a growing demand for replacing conventional generation by power plants based on renewable energy sources, which are connected to the grid through converting devices (inverters). A distinctive feature of such devices that the inertia moment notion is not applicable to them. In addition, some of their components were not originally meant for full-valued participation in emergency control. In view of these circumstances, the integration of such power plants into the grid may entail degradation of both the power system stability and power supply reliability level.
Using the example of 10 types of 600 A IGBT modules commercially available from three manufacturers [Infineon Technologies AG (Neubiberg, Germany), Elektrovypryamitel JSC (Saransk, Russia), and Fuji Electric (Tokyo, Japan)], the limit transistor collector current loads at which the semiconductor thermal destruction occurs as a consequence of its inadmissible overheating caused by conductivity heat release are estimated. The thermoelectric analysis was carried out in the Matlab/Simulink environment based on IGBT thermoelectric models.
The performed simulation has shown a high degree of IGBT safety margin in terms of collector current (on average 275% of its maximum continuous value). If necessary, this value can be increased further by upgrading (forcing) the cooling system or shifting to a higher gate--emitter voltage, which allows the load range to be widened by about 30–50 percentage points.
The study results have shown a high IGBT overload capacity in terms of heating the transistors by the current passing through them (a power source connected to the grid through an inverter can experience overloads, in terms of its thermal operation mode, commensurable with those of standard generating equipment). In view of the high IGBT overload capacity in terms of heating, other restrictions will be the governing ones, in particular, for the transistor safe operation range, which should be taken into consideration when initially choosing, if necessary, transistors for a higher collector current.
References
1. Илюшин П.В. Подходы к организации противоаварийного управления в автономных энергосистемах с объектами распределенной генерации при аварийных дефицитах мощности // Материалы Междунар. науч. семинара им. Ю.Н. Руденко. Сыктывкар: ООО «Коми республиканская типография», 2016. С. 90—99.
2. Haes Alhelou H., Golshan M.E.H., Siano P. Frequency Response Models and Сontrol in Smart Power Systems with High Penetrarion of Renewable Energy Sources // Computers and Electrical Eng. 2021. V. 96(4). P. 107477.
3. Zhang Z. , Schuerhuber R. , Fickert L. , Friedl K. Study of Stability after Low Voltage Ride-through Caused by Phase-locked Loop of Grid-side Converter // Intern. J. Electrical Power & Energy Systems. 2021. V. 129. P. 106765.
4. Beck H., Hesse R. Virtual Synchronous Machine // Proc. 9th Intern. Conf. Electrical Power Quality and Utilisation. Barcelona, 2007. Pp. 1—6.
5. Cheema K.M., Milyani A.H., El-Sherbeeny A.M., El-Meligy M.A. Modification in Active Power-frequency Loop of Virtual Synchronous Generator to Improve the Transient Stability // Intern. J. Electrical Power and Energy Systems. 2021. V. 128. P. 106668.
6. D’Arco S., Suul J.A., Fosso O.B. A Virtual Synchronous Machine Implementation for Distributedcontrol of Power Converters in SmartGrids // Electric Power Systems Research. 2015. V. 122. Pp. 180—197.
7. Mallemaci V. e. a. A Comprehensive Comparison of Virtual Synchronous Generators with Focus on Virtual Inertia and Frequency Regulation // Electric Power Systems Research. 2021. V. 201(5). P. 107516.
8. Zhang X. e. a. Coordinated Control Strategy for a PV-storage Grid-connected System Based on a Virtual Synchronous Generator // Global Energy Interconnection. 2020. V. 3. No. 1. Pp. 51—59.
9. Liu P., Xu J., Tu C. Thermal Optimized Discontinuous Modulation Strategy for Three Phase Impedance Source Inverter // Microelectronics Reliability. 2020. V. 112(2). P. 113807.
10. Розанов Ю.К., Рябчицкий М.В., Кваснюк А.А. Силовая электроника. М.: Издат. дом МЭИ, 2009.
11. Винтрич А., Николаи У., Турски В., Райман Т. IGBT или MOSFET? О выборе и не только… // Силовая электроника. 2013. № 3. С. 28—34.
12. Воропай Н.И., Чулюкова М.В. Противоаварийное управление нагрузкой для обеспечения гибкости электроэнергетических систем // Вестник ИрГТУ. 2020. № 24(4). С. 781—794.
13. Булатов Ю.Н., Крюков А.В., Нгуен Ван Хуан. Координация настроек автоматических регуляторов паротурбинной установки распределенной генерации // Вестник ИрГТУ. 2020. № 24(1). С. 112—122.
14. Liu J. e. a. Real-time Emergency Load Shedding for Power System Transient Stability Control: а Risk-averse Deep Learning Method // Appl. Energy. 2022. V. 307(4). P. 118221.
15. Дунаев М.П., Довудов С.У. Сравнение энергетических показателей импульсных преобразователей постоянного тока по результатам имитационного компьютерного моделирования // Электротехнические системы и комплексы. 2021. № 1(50). С. 35—41.
16. Голембиовский Ю.М., Щербаков А.А. Влияние частоты широтно-импульсной модуляции на установленную мощность автономного инвертора напряжения // Известия вузов. Серия «Электромеханика». 2014. № 1. С. 48—52.
17. Смирнов Д.С., Охапкин С.И., Половенко В.Т. Оценка эффективности применения силовых ключей в бортовых электроприводах // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 3. С. 99.
18. Остренко В.С. Определение максимально допустимого значения частоты коммутации модуля IGBT // Електротехнiка та електроенергетика. 2012. №. 2. С. 28—33.
19. Жемеров Г.Г., Ивахно В.В., Ковальчук О.И. Расчет мощности потерь и температуры структуры транзисторно-диодных модулей при компьютерном моделировании преобразователей // Електротехнiка i Електромеханiка. 2011. № 4. С. 21—28.
20. Анищенко В.А., Адамцевич В.А. Определение допустимых кратковременных аварийных перегрузок турбогенераторов и синхронных компенсаторов // Известия высш. учеб. заведений и энергетических объединений СНГ. Серия «Энергетика». 2011. № 4. С. 16—25.
21. Karamov D.N., Suslov K.V. Storage Battery Operation in Autonomous Photovoltaic Systems in Siberia and the Russian Far East. Practical Operating Experience // Energy Rep. 2022. V. 8. Pp. 649—655.
22. Зырянов В.М. и др. Системы накопления энергии: российский и зарубежный опыт // Энергетическая политика. 2020. № 6(148). С. 76—87.
23. Турпак А.М., Ключников А.Т. Расчёт параметров LC-фильтра с учётом параметров нагрузки и длинного кабеля // Фундаментальные исследования. 2016. № 8. C. 272—276.
24. Ali Z. e. a. Three-phase Phase-locked Loop Synchronization Algorithms for Grid-connected Renewable Energy Systems: a Review // Renewable and Sustainable Energy Rev. 2018. V. 90. P. 434—452.
25. Меньшов В.А., Валянский А.В., Монаков Ю.В., Бурмейстер М.В. Влияние частоты переключения транзисторов на несинусоидальность напряжения в сетях с трёхфазными IGBT-инверторами // Энергетик. 2023. № 1.
26. Мускатиньев В. и др. Некоторые вопросы эксплуатации IGBT-модулей. Ч. 2. Ещё раз о высокой частоте и малых токах // Силовая электроника. 2020. № 3. С. 24—27.
27. Попов А., Попов С. Применение IGBT в преобразовательной // Новости электроники. 2013. № 5. С. 35—46.
28. Новиков П. Транзистор в преобразователе. Ч. 1. Силовые цепи // Силовая электроника. 2019. № 4. С. 4—7.
29. Анищенко В.А., Гороховик И.В. Влияние перегрузочной способности маслонаполненных трансформаторов на пропускную способность электрической сети // Известия высш. учеб. заведений и энергетических объединений СНГ. Серия «Энергетика». 2018. Т. 61. № 4. С. 310—320.
30. Горобец А.Н. Разработка метода определения теплового состояния кабелей высокого напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена в условиях испытаний и эксплуатации: дисс. … канд. техн. наук. М.: ОАО «ВНИИКП», 2019.
31. Карташов Е., Смирнова В. Теплопроводящий материал Thermal Interface Material для нового семейства модулей XM3 Wolfspeed // Силовая электроника. 2020. № 2. С. 32—35.
---
Для цитирования: Меньшов В.А., Валянский А.В., Монаков Ю.В., Бурмейстер М.В. Оценка перегрузочной способности IGBT по критерию нагрева транзисторов в проводящем состоянии // Вестник МЭИ. 2023. № 2. С. 11—18. DOI: 10.24160/1993-6982-2023-2-11-18.
#
1. Ilyushin P.V. Podkhody k Organizatsii Protivoavariynogo Upravleniya v Avtonomnykh Energosistemakh s Obektami Raspredelennoy Generatsii pri Avariynykh Defitsitakh Moshchnosti. Materialy Mezhdunar. Nauch. Seminara im. Yu.N. Rudenko. Syktyvkar: OOO «Komi Respublikanskaya Tipografiya», 2016:90—99. (in Russian).
2. Haes Alhelou H., Golshan M.E.H., Siano P. Frequency Response Models and Sontrol in Smart Power Systems with High Penetrarion of Renewable Energy Sources. Computers and Electrical Eng. 2021;96(4):107477.
3. Zhang Z., Schuerhuber R., Fickert L., Friedl K. Study of Stability after Low Voltage Ride-through Caused by Phase-locked Loop of Grid-side Converter. Intern. J. Electrical Power & Energy Systems. 2021;129:106765.
4. Beck H., Hesse R. Virtual Synchronous Machine. Proc. 9th Intern. Conf. Electrical Power Quality and Utilisation. Barcelona, 2007:1—6.
5. Cheema K.M., Milyani A.H., El-Sherbeeny A.M., El-Meligy M.A. Modification in Active Power-frequency Loop of Virtual Synchronous Generator to Improve the Transient Stability. Intern. J. Electrical Power and Energy Systems. 2021;128:106668.
6. D’Arco S., Suul J.A., Fosso O.B. A Virtual Synchronous Machine Implementation for Distributedcontrol of Power Converters in SmartGrids. Electric Power Systems Research. 2015;122:180—197.
7. Mallemaci V. e. a. A Comprehensive Comparison of Virtual Synchronous Generators with Focus on Virtual Inertia and Frequency Regulation. Electric Power Systems Research. 2021;201(5):107516.
8. Zhang X. e. a. Coordinated Control Strategy for a PV-storage Grid-connected System Based on a Virtual Synchronous Generator. Global Energy Interconnection. 2020;3;1:51—59.
9. Liu P., Xu J., Tu C. Thermal Optimized Discontinuous Modulation Strategy for Three Phase Impedance Source Inverter. Microelectronics Reliability. 2020;112(2):113807.
10. Rozanov Yu.K., Ryabchitskiy M.V., Kvasnyuk A.A. Silovaya elektronika. M.: Izdat. dom MEI, 2009. (in Russian).
11. Vintrich A., Nikolai U., Turski V., Rayman T. IGBT ili MOSFET? O Vybore i ne Tol'ko…. Silovaya Elektronika. 2013;3:28—34. (in Russian).
12. Voropay N.I., Chulyukova M.V. Protivoavariynoe Upravlenie Nagruzkoy dlya Obespecheniya Gibkosti Elektroenergeticheskikh Sistem. Vestnik IrGTU. 2020;24(4):781—794. (in Russian).
13. Bulatov Yu.N., Kryukov A.V., Nguen Van Khuan. Koordinatsiya Nastroek Avtomaticheskikh Regulyatorov Paroturbinnoy Ustanovki Raspredelennoy Generatsii. Vestnik IrGTU. 2020;24(1):112—122. (in Russian).
14. Liu J. e. a. Real-time Emergency Load Shedding for Power System Transient Stability Control: a Risk-averse Deep Learning Method. Appl. Energy. 2022;307(4):118221.
15. Dunaev M.P., Dovudov S.U. Sravnenie Energeticheskikh Pokazateley Impul'snykh Preobrazovateley Postoyannogo Toka po Rezul'tatam Imitatsionnogo Komp'yuternogo Modelirovaniya. Elektrotekhnicheskie Sistemy i Kompleksy. 2021;1(50):35—41. (in Russian).
16. Golembiovskiy Yu.M., Shcherbakov A.A. Vliyanie Chastoty Shirotno-impul'snoy Modulyatsii na Ustanovlennuyu Moshchnost' Avtonomnogo Invertora Napryazheniya. Izvestiya Vuzov. Seriya «Elektromekhanika». 2014;1:48—52. (in Russian).
17. Smirnov D.S., Okhapkin S.I., Polovenko V.T. Otsenka Effektivnosti Primeneniya Silovykh Klyuchey v Bortovykh Elektroprivodakh. Sovremennye Problemy Nauki i Obrazovaniya. 2014;3:99. (in Russian).
18. Ostrenko V.S. Opredelenie Maksimal'no Dopustimogo Znacheniya Chastoty Kommutatsii Modulya IGBT. Elektrotekhnika ta Elektroenergetika. 2012;2:28—33. (in Russian).
19. Zhemerov G.G., Ivakhno V.V., Koval'chuk O.I. Raschet Moshchnosti Poter' i Temperatury Struktury Tranzistorno-diodnykh Moduley pri Komp'yuternom Modelirovanii Preobrazovateley. Elektrotekhnika i Elektromekhanika. 2011;4:21—28. (in Russian).
20. Anishchenko V.A., Adamtsevich V.A. Opredelenie Dopustimykh Kratkovremennykh Avariynykh Peregruzok Turbogeneratorov I Sinkhronnykh Kompensatorov. Izvestiya Vyssh. Ucheb. Zavedeniy i Energeticheskikh Ob'edineniy SNG. Seriya «Energetika». 2011;4:16—25. (in Russian).
21. Karamov D.N., Suslov K.V. Storage Battery Operation in Autonomous Photovoltaic Systems in Siberia and the Russian Far East. Practical Operating Experience. Energy Rep. 2022;8:649—655.
22. Zyryanov V.M. i dr. Sistemy Nakopleniya Energii: Rossiyskiy i Zarubezhnyy Opyt. Energeticheskaya Politika. 2020;6(148):76—87. (in Russian).
23. Turpak A.M., Klyuchnikov A.T. Raschet Parametrov LC-fil'tra s Uchetom Parametrov Nagruzki i Dlinnogo Kabelya. Fundamental'nye Issledovaniya. 2016;8:272—276. (in Russian).
24. Ali Z. e. a. Three-phase Phase-locked Loop Synchronization Algorithms for Grid-connected Renewable Energy Systems: a Review. Renewable and Sustainable Energy Rev. 2018;90:434—452.
25. Men'shov V.A., Valyanskiy A.V., Monakov Yu.V., Burmeyster M.V. Vliyanie Chastoty Pereklyucheniya Tranzistorov na Nesinusoidal'nost' Napryazheniya v Setyakh s Trekhfaznymi IGBT-invertorami. Energetik. 2023;1 (in Russian).
26. Muskatin'ev V. i dr. Nekotorye Voprosy Ekspluatatsii IGBT-moduley. Ch. 2. Eshche Raz o Vysokoy Chastote i Malykh Tokakh. Silovaya Elektronika. 2020;3:24—27. (in Russian).
27. Popov A., Popov S. Primenenie IGBT v Preobrazovatel'noy. Novosti Elektroniki. 2013;5:35—46. (in Russian).
28. Novikov P. Tranzistor v Preobrazovatele. Ch. 1. Silovye Tsepi. Silovaya Elektronika. 2019;4:4—7. (in Russian).
29. Anishchenko V.A., Gorokhovik I.V. Vliyanie Peregruzochnoy Sposobnosti Maslonapolnennykh Transformatorov na Propusknuyu Sposobnost' Elektricheskoy Seti. Izvestiya Vyssh. Ucheb. Zavedeniy i Energeticheskikh Ob'edineniy SNG. Seriya «Energetika». 2018;61;4:310—320. (in Russian).
30. Gorobets A.N. Razrabotka Metoda Opredeleniya Teplovogo Sostoyaniya Kabeley Vysokogo Napryazheniya s Izolyatsiey iz Sshitogo Polietilena v Usloviyakh Ispytaniy i Ekspluatatsii: Diss. … Kand. Tekhn. Nauk. M.: OAO «VNIIKP», 2019. (in Russian).
31. Kartashov E., Smirnova V. Teploprovodyashchiy Material Thermal Interface Material dlya Novogo Semeystva Moduley XM3 Wolfspeed. Silovaya Elektronika. 2020;2:32—35. (in Russian).
---
For citation: Men'shov V.A., Valyanski A.V., Monakov Yu.V., Burmeister M.V. Estimating the Overload Capacity of IGBTs by the Criterion of Their Heating in Conducting Staten. Bulletin of MPEI. 2023;2:11—18. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2023-2-11-18.
2. Haes Alhelou H., Golshan M.E.H., Siano P. Frequency Response Models and Сontrol in Smart Power Systems with High Penetrarion of Renewable Energy Sources // Computers and Electrical Eng. 2021. V. 96(4). P. 107477.
3. Zhang Z. , Schuerhuber R. , Fickert L. , Friedl K. Study of Stability after Low Voltage Ride-through Caused by Phase-locked Loop of Grid-side Converter // Intern. J. Electrical Power & Energy Systems. 2021. V. 129. P. 106765.
4. Beck H., Hesse R. Virtual Synchronous Machine // Proc. 9th Intern. Conf. Electrical Power Quality and Utilisation. Barcelona, 2007. Pp. 1—6.
5. Cheema K.M., Milyani A.H., El-Sherbeeny A.M., El-Meligy M.A. Modification in Active Power-frequency Loop of Virtual Synchronous Generator to Improve the Transient Stability // Intern. J. Electrical Power and Energy Systems. 2021. V. 128. P. 106668.
6. D’Arco S., Suul J.A., Fosso O.B. A Virtual Synchronous Machine Implementation for Distributedcontrol of Power Converters in SmartGrids // Electric Power Systems Research. 2015. V. 122. Pp. 180—197.
7. Mallemaci V. e. a. A Comprehensive Comparison of Virtual Synchronous Generators with Focus on Virtual Inertia and Frequency Regulation // Electric Power Systems Research. 2021. V. 201(5). P. 107516.
8. Zhang X. e. a. Coordinated Control Strategy for a PV-storage Grid-connected System Based on a Virtual Synchronous Generator // Global Energy Interconnection. 2020. V. 3. No. 1. Pp. 51—59.
9. Liu P., Xu J., Tu C. Thermal Optimized Discontinuous Modulation Strategy for Three Phase Impedance Source Inverter // Microelectronics Reliability. 2020. V. 112(2). P. 113807.
10. Розанов Ю.К., Рябчицкий М.В., Кваснюк А.А. Силовая электроника. М.: Издат. дом МЭИ, 2009.
11. Винтрич А., Николаи У., Турски В., Райман Т. IGBT или MOSFET? О выборе и не только… // Силовая электроника. 2013. № 3. С. 28—34.
12. Воропай Н.И., Чулюкова М.В. Противоаварийное управление нагрузкой для обеспечения гибкости электроэнергетических систем // Вестник ИрГТУ. 2020. № 24(4). С. 781—794.
13. Булатов Ю.Н., Крюков А.В., Нгуен Ван Хуан. Координация настроек автоматических регуляторов паротурбинной установки распределенной генерации // Вестник ИрГТУ. 2020. № 24(1). С. 112—122.
14. Liu J. e. a. Real-time Emergency Load Shedding for Power System Transient Stability Control: а Risk-averse Deep Learning Method // Appl. Energy. 2022. V. 307(4). P. 118221.
15. Дунаев М.П., Довудов С.У. Сравнение энергетических показателей импульсных преобразователей постоянного тока по результатам имитационного компьютерного моделирования // Электротехнические системы и комплексы. 2021. № 1(50). С. 35—41.
16. Голембиовский Ю.М., Щербаков А.А. Влияние частоты широтно-импульсной модуляции на установленную мощность автономного инвертора напряжения // Известия вузов. Серия «Электромеханика». 2014. № 1. С. 48—52.
17. Смирнов Д.С., Охапкин С.И., Половенко В.Т. Оценка эффективности применения силовых ключей в бортовых электроприводах // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 3. С. 99.
18. Остренко В.С. Определение максимально допустимого значения частоты коммутации модуля IGBT // Електротехнiка та електроенергетика. 2012. №. 2. С. 28—33.
19. Жемеров Г.Г., Ивахно В.В., Ковальчук О.И. Расчет мощности потерь и температуры структуры транзисторно-диодных модулей при компьютерном моделировании преобразователей // Електротехнiка i Електромеханiка. 2011. № 4. С. 21—28.
20. Анищенко В.А., Адамцевич В.А. Определение допустимых кратковременных аварийных перегрузок турбогенераторов и синхронных компенсаторов // Известия высш. учеб. заведений и энергетических объединений СНГ. Серия «Энергетика». 2011. № 4. С. 16—25.
21. Karamov D.N., Suslov K.V. Storage Battery Operation in Autonomous Photovoltaic Systems in Siberia and the Russian Far East. Practical Operating Experience // Energy Rep. 2022. V. 8. Pp. 649—655.
22. Зырянов В.М. и др. Системы накопления энергии: российский и зарубежный опыт // Энергетическая политика. 2020. № 6(148). С. 76—87.
23. Турпак А.М., Ключников А.Т. Расчёт параметров LC-фильтра с учётом параметров нагрузки и длинного кабеля // Фундаментальные исследования. 2016. № 8. C. 272—276.
24. Ali Z. e. a. Three-phase Phase-locked Loop Synchronization Algorithms for Grid-connected Renewable Energy Systems: a Review // Renewable and Sustainable Energy Rev. 2018. V. 90. P. 434—452.
25. Меньшов В.А., Валянский А.В., Монаков Ю.В., Бурмейстер М.В. Влияние частоты переключения транзисторов на несинусоидальность напряжения в сетях с трёхфазными IGBT-инверторами // Энергетик. 2023. № 1.
26. Мускатиньев В. и др. Некоторые вопросы эксплуатации IGBT-модулей. Ч. 2. Ещё раз о высокой частоте и малых токах // Силовая электроника. 2020. № 3. С. 24—27.
27. Попов А., Попов С. Применение IGBT в преобразовательной // Новости электроники. 2013. № 5. С. 35—46.
28. Новиков П. Транзистор в преобразователе. Ч. 1. Силовые цепи // Силовая электроника. 2019. № 4. С. 4—7.
29. Анищенко В.А., Гороховик И.В. Влияние перегрузочной способности маслонаполненных трансформаторов на пропускную способность электрической сети // Известия высш. учеб. заведений и энергетических объединений СНГ. Серия «Энергетика». 2018. Т. 61. № 4. С. 310—320.
30. Горобец А.Н. Разработка метода определения теплового состояния кабелей высокого напряжения с изоляцией из сшитого полиэтилена в условиях испытаний и эксплуатации: дисс. … канд. техн. наук. М.: ОАО «ВНИИКП», 2019.
31. Карташов Е., Смирнова В. Теплопроводящий материал Thermal Interface Material для нового семейства модулей XM3 Wolfspeed // Силовая электроника. 2020. № 2. С. 32—35.
---
Для цитирования: Меньшов В.А., Валянский А.В., Монаков Ю.В., Бурмейстер М.В. Оценка перегрузочной способности IGBT по критерию нагрева транзисторов в проводящем состоянии // Вестник МЭИ. 2023. № 2. С. 11—18. DOI: 10.24160/1993-6982-2023-2-11-18.
#
1. Ilyushin P.V. Podkhody k Organizatsii Protivoavariynogo Upravleniya v Avtonomnykh Energosistemakh s Obektami Raspredelennoy Generatsii pri Avariynykh Defitsitakh Moshchnosti. Materialy Mezhdunar. Nauch. Seminara im. Yu.N. Rudenko. Syktyvkar: OOO «Komi Respublikanskaya Tipografiya», 2016:90—99. (in Russian).
2. Haes Alhelou H., Golshan M.E.H., Siano P. Frequency Response Models and Sontrol in Smart Power Systems with High Penetrarion of Renewable Energy Sources. Computers and Electrical Eng. 2021;96(4):107477.
3. Zhang Z., Schuerhuber R., Fickert L., Friedl K. Study of Stability after Low Voltage Ride-through Caused by Phase-locked Loop of Grid-side Converter. Intern. J. Electrical Power & Energy Systems. 2021;129:106765.
4. Beck H., Hesse R. Virtual Synchronous Machine. Proc. 9th Intern. Conf. Electrical Power Quality and Utilisation. Barcelona, 2007:1—6.
5. Cheema K.M., Milyani A.H., El-Sherbeeny A.M., El-Meligy M.A. Modification in Active Power-frequency Loop of Virtual Synchronous Generator to Improve the Transient Stability. Intern. J. Electrical Power and Energy Systems. 2021;128:106668.
6. D’Arco S., Suul J.A., Fosso O.B. A Virtual Synchronous Machine Implementation for Distributedcontrol of Power Converters in SmartGrids. Electric Power Systems Research. 2015;122:180—197.
7. Mallemaci V. e. a. A Comprehensive Comparison of Virtual Synchronous Generators with Focus on Virtual Inertia and Frequency Regulation. Electric Power Systems Research. 2021;201(5):107516.
8. Zhang X. e. a. Coordinated Control Strategy for a PV-storage Grid-connected System Based on a Virtual Synchronous Generator. Global Energy Interconnection. 2020;3;1:51—59.
9. Liu P., Xu J., Tu C. Thermal Optimized Discontinuous Modulation Strategy for Three Phase Impedance Source Inverter. Microelectronics Reliability. 2020;112(2):113807.
10. Rozanov Yu.K., Ryabchitskiy M.V., Kvasnyuk A.A. Silovaya elektronika. M.: Izdat. dom MEI, 2009. (in Russian).
11. Vintrich A., Nikolai U., Turski V., Rayman T. IGBT ili MOSFET? O Vybore i ne Tol'ko…. Silovaya Elektronika. 2013;3:28—34. (in Russian).
12. Voropay N.I., Chulyukova M.V. Protivoavariynoe Upravlenie Nagruzkoy dlya Obespecheniya Gibkosti Elektroenergeticheskikh Sistem. Vestnik IrGTU. 2020;24(4):781—794. (in Russian).
13. Bulatov Yu.N., Kryukov A.V., Nguen Van Khuan. Koordinatsiya Nastroek Avtomaticheskikh Regulyatorov Paroturbinnoy Ustanovki Raspredelennoy Generatsii. Vestnik IrGTU. 2020;24(1):112—122. (in Russian).
14. Liu J. e. a. Real-time Emergency Load Shedding for Power System Transient Stability Control: a Risk-averse Deep Learning Method. Appl. Energy. 2022;307(4):118221.
15. Dunaev M.P., Dovudov S.U. Sravnenie Energeticheskikh Pokazateley Impul'snykh Preobrazovateley Postoyannogo Toka po Rezul'tatam Imitatsionnogo Komp'yuternogo Modelirovaniya. Elektrotekhnicheskie Sistemy i Kompleksy. 2021;1(50):35—41. (in Russian).
16. Golembiovskiy Yu.M., Shcherbakov A.A. Vliyanie Chastoty Shirotno-impul'snoy Modulyatsii na Ustanovlennuyu Moshchnost' Avtonomnogo Invertora Napryazheniya. Izvestiya Vuzov. Seriya «Elektromekhanika». 2014;1:48—52. (in Russian).
17. Smirnov D.S., Okhapkin S.I., Polovenko V.T. Otsenka Effektivnosti Primeneniya Silovykh Klyuchey v Bortovykh Elektroprivodakh. Sovremennye Problemy Nauki i Obrazovaniya. 2014;3:99. (in Russian).
18. Ostrenko V.S. Opredelenie Maksimal'no Dopustimogo Znacheniya Chastoty Kommutatsii Modulya IGBT. Elektrotekhnika ta Elektroenergetika. 2012;2:28—33. (in Russian).
19. Zhemerov G.G., Ivakhno V.V., Koval'chuk O.I. Raschet Moshchnosti Poter' i Temperatury Struktury Tranzistorno-diodnykh Moduley pri Komp'yuternom Modelirovanii Preobrazovateley. Elektrotekhnika i Elektromekhanika. 2011;4:21—28. (in Russian).
20. Anishchenko V.A., Adamtsevich V.A. Opredelenie Dopustimykh Kratkovremennykh Avariynykh Peregruzok Turbogeneratorov I Sinkhronnykh Kompensatorov. Izvestiya Vyssh. Ucheb. Zavedeniy i Energeticheskikh Ob'edineniy SNG. Seriya «Energetika». 2011;4:16—25. (in Russian).
21. Karamov D.N., Suslov K.V. Storage Battery Operation in Autonomous Photovoltaic Systems in Siberia and the Russian Far East. Practical Operating Experience. Energy Rep. 2022;8:649—655.
22. Zyryanov V.M. i dr. Sistemy Nakopleniya Energii: Rossiyskiy i Zarubezhnyy Opyt. Energeticheskaya Politika. 2020;6(148):76—87. (in Russian).
23. Turpak A.M., Klyuchnikov A.T. Raschet Parametrov LC-fil'tra s Uchetom Parametrov Nagruzki i Dlinnogo Kabelya. Fundamental'nye Issledovaniya. 2016;8:272—276. (in Russian).
24. Ali Z. e. a. Three-phase Phase-locked Loop Synchronization Algorithms for Grid-connected Renewable Energy Systems: a Review. Renewable and Sustainable Energy Rev. 2018;90:434—452.
25. Men'shov V.A., Valyanskiy A.V., Monakov Yu.V., Burmeyster M.V. Vliyanie Chastoty Pereklyucheniya Tranzistorov na Nesinusoidal'nost' Napryazheniya v Setyakh s Trekhfaznymi IGBT-invertorami. Energetik. 2023;1 (in Russian).
26. Muskatin'ev V. i dr. Nekotorye Voprosy Ekspluatatsii IGBT-moduley. Ch. 2. Eshche Raz o Vysokoy Chastote i Malykh Tokakh. Silovaya Elektronika. 2020;3:24—27. (in Russian).
27. Popov A., Popov S. Primenenie IGBT v Preobrazovatel'noy. Novosti Elektroniki. 2013;5:35—46. (in Russian).
28. Novikov P. Tranzistor v Preobrazovatele. Ch. 1. Silovye Tsepi. Silovaya Elektronika. 2019;4:4—7. (in Russian).
29. Anishchenko V.A., Gorokhovik I.V. Vliyanie Peregruzochnoy Sposobnosti Maslonapolnennykh Transformatorov na Propusknuyu Sposobnost' Elektricheskoy Seti. Izvestiya Vyssh. Ucheb. Zavedeniy i Energeticheskikh Ob'edineniy SNG. Seriya «Energetika». 2018;61;4:310—320. (in Russian).
30. Gorobets A.N. Razrabotka Metoda Opredeleniya Teplovogo Sostoyaniya Kabeley Vysokogo Napryazheniya s Izolyatsiey iz Sshitogo Polietilena v Usloviyakh Ispytaniy i Ekspluatatsii: Diss. … Kand. Tekhn. Nauk. M.: OAO «VNIIKP», 2019. (in Russian).
31. Kartashov E., Smirnova V. Teploprovodyashchiy Material Thermal Interface Material dlya Novogo Semeystva Moduley XM3 Wolfspeed. Silovaya Elektronika. 2020;2:32—35. (in Russian).
---
For citation: Men'shov V.A., Valyanski A.V., Monakov Yu.V., Burmeister M.V. Estimating the Overload Capacity of IGBTs by the Criterion of Their Heating in Conducting Staten. Bulletin of MPEI. 2023;2:11—18. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2023-2-11-18.
Published
2022-12-16
Section
Theoretical and applied electrical engineering (technical sciences) (2.4.1.)
