Schakelen met een IGBT in een DC grid

Schakelen in DC-netten
Schakelen in DC-netten is niet vanzelfsprekend. In een AC-net wordt een stroom tijdens de nuldoorgang vanzelf onderbroken en zal een eventuele vonk maar zeer kortstondig optreden. Bij een DC-net is dat anders. Er is immers geen nuldoorgang. Mechanisch afschakelen geeft vonken, maar als je met behulp van vermogenselektronica af kan schakelen, kan je de stroom langzaam doen doven.

DC-switchboard
Met behulp van simulaties in Caspoc kan je nabootsen wat er tijdens het afschakelen kan gebeuren. Spanningen en stromen zijn te berekenen en ook de schakelverliezen tijdens het afschakelen worden met behulp van de simulatie berekend. In deze simulatie-studie wordt een DC switchboard nagebootst. Een grote stroom wordt met behulp van de IGBT afgeschakeld. Modellen van de DC busbar en de overspanningsbeveiliging MOV zijn tevens in het model opgenomen. Het model van de IGBT is een thermodynamisch model. De overgang van geleidende naar blokkerende toestand is intern met algebraïsche-differentiaal vergelijkingen beschreven.

Simuleren
De gebruiker hoeft echter alleen de parameters uit de datasheet in te voeren. Tijdens de simulatie gaat na het sluiten van de IGBT een DC stroom door de inductieve belasting lopen. Op moment van afschakelen ontstaat er over de IGBT een overspanning welke door de MOV wordt opgevangen. De IGBT gaat langzaam uit en de stroom gaat naar nul terug.
Meer voorbeelden van simulatie zijn te vinden op: Toepassing simulatie in DC netten

Modellen
Voor het simuleren van DC-netten in Caspoc  zijn verschillende modellen beschikbaar. Deze zijn inzetboor voor laagspanningsnetten, maar ook in distributienetten of in industriële netten: DC-grid simulatiemodellen Niet alleen DC-netten kunnen gesimuleerd worden, ook vermogenselektronica, elektrische aandrijvingen, solar, wind en elektrische auto’s zijn tot in detail te simuleren. Zie Simulatievoorbeelden voor een overzicht van de applicaties in Caspoc.
Detailsimulaties, zoals bijvoorbeeld in het ontwerp van SMPS bevatten de vermogenselektronica tot op het niveau van de halfgeleider met analoge/digitale regeling en magnetica, terwijl ook conceptstudies mogelijk zijn, waarbij een complete aandrijving, vanaf het net tot aan de mechanische as, als één component wordt weergegeven.