CN106602858A - Pwm变流系统的igbt开关瞬间浪涌抑制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制装置及方法，所述方法步骤：获得杂散电感提取时间段t₁‑t₂的PWM变流系统的总杂散电感值L_Total；基于总杂散电感值L_Total和PWM变流系统的特性构建IGBT等效电路模型，IGBT等效电路模型包括用于抑制IGBT开关瞬间浪涌的无感吸收薄膜电容C_Snubber；基于IGBT等效电路模型获得PWM变流系统的直流母线杂散电感值L_DC‑Link；根据直流母线杂散电感值L_DC‑Link、IGBT的浪涌电压变化预设值ΔV₂及IGBT的工作电流I_C获得无感吸收薄膜电容C_Snubber的电容值，以通过所述无感吸收薄膜电容C_Snubber抑制IGBT开关瞬间浪涌。本发明的PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制装置及方法可有效抑制IGBT开关瞬间的浪涌。

Description

PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制装置及方法

技术领域

本发明涉及PWM变流技术领域，特别涉及一种PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制装置和一种PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制方法。

背景技术

PWM变流系统中，IGBT通常运行于高频开关状态下，较高的di/dt和直流母线的寄生电感共同作用，将导致IGBT瞬态关断时产生严重的极间电压尖峰，甚至超过IGBT的电压耐受值，如图1所示，从而恶化了IGBT的电应力、开关损耗以及电磁干扰。同时，系统杂散参数的存在还可能导致主电路等效拓扑与参数的变化，进而致使系统阻抗特性出现偏移，导致因大量高频谐波注入引起的电压与电流波形畸变，恶化电能质量。为了保证变换器安全可靠工作，计及系统杂散参数对IGBT开关特性的影响，对其产生机理及预防措施的研究具有必要性。

常用的分析方法和建模研究一般基于物理模型和功能型模型。诸如Hefner模型和Kraus模型等依赖于元件内部物理机制，可较准确表征IGBT动、静态性能，然而需要以清晰了解其内部结构为基础，且物理模型参数较多和复杂，并涉及到大量微积分变换。而就功能型模型而言，其只需计及IGBT的外部特性，故物理含义不清晰，不利于参数调整与提取。然而，在传统的杂散参数抽取方法中，没有对开关瞬态过程中各个阶段进行详细区分，极易导致参数提取不准确，进而无法较科学的进行浪涌电压的衰减，并伴随以严重的振荡现象。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提出一种PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制装置和一种PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制方法，可有效抑制IGBT开关瞬间的浪涌。

本发明提供了一种PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制方法，其包括以下步骤：

对IGBT开通瞬态过程的各个阶段进行区分，将IGBT的电流I_C的电流值从零经稳态电流值I_Load增加至峰值的时间段设为杂散电感提取时间段t₁-t₂，并获得所述杂散电感提取时间段t₁-t₂的PWM变流系统的总杂散电感值L_Total；

基于所述总杂散电感值L_Total和PWM变流系统的特性构建IGBT等效电路模型，所述IGBT等效电路模型包括用于抑制IGBT开关瞬间浪涌的无感吸收薄膜电容C_Snubber；

基于所述IGBT等效电路模型获得PWM变流系统的直流母线杂散电感值L_DC-Link；

根据所述直流母线杂散电感值L_DC-Link、IGBT的浪涌电压变化预设值ΔV₂及IGBT的工作电流I_C获得无感吸收薄膜电容C_Snubber的电容值，以通过所述无感吸收薄膜电容C_Snubber抑制IGBT开关瞬间浪涌；其中，所述IGBT的浪涌电压变化预设值ΔV₂为预设的IGBT开关瞬间第二次浪涌的IGBT的集电极发射极极间电压V_CE的变化值。

本发明的PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制方法，基于对IGBT开关瞬态过程的详细机理分析，并借助多脉冲测试进行系统杂散参数的提取、IGBT等效电路模型的构建及基于IGBT等效电路模型获得无感吸收薄膜电容C_Snubber的电容值，特定电容值的无感吸收薄膜电容C_Snubber可有效抑制瞬时浪涌冲击。

在PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制方法的一种示意性实施例中，所述总杂散电感值L_Total的求解函数式为：

其中，t₁、t₂表示时刻，V_{CE_t1}为IGBT在t₁时刻的集电极发射极极间电压，V_{CE_t2}为IGBT在t₂时刻的集电极发射极极间电压，I_{C_t1}为IGBT在t₁时刻的电流，I_{C_t2}为IGBT在t₂时刻的电流。

在PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制方法的一种示意性实施例中，所述直流母线杂散电感值(L_DC-Link)的求解函数式为：

L_DC-Link＝L_DC++L_DC-+L_ESL，其中，L_DC+、L_DC-为直流母排的杂散电感，L_ESL为所述IGBT等效电路模型的电解电容寄生电感值。

在PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制方法的一种示意性实施例中，所述无感吸收薄膜电容(C_Snubber)的电容值的求解函数为：

在PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制方法的一种示意性实施例中，所述IGBT等效电路模型包括IGBT模块杂散电感L_C、L_E、直流母排的杂散电感L_DC+、L_DC-、电解电容C_DC、所述电解电容C_DC的寄生电感L_ESL、无感吸收薄膜电容C_Snubber、所述无感吸收薄膜电容C_Snubber的寄生电感L_snubber、IGBT、续流二极管D和电感负载L₀；所述续流二极管D的负极与IGBT管的发射极连接；所述电感负载L₀与所述续流二极管D并联；所述无感吸收薄膜电容C_Snubber和所述寄生电感L_snubber串联，并与IGBT及续流二极管D并联；所述电解电容C_DC和所述寄生电感L_ESL串联，并与所述IGBT及所述续流二极管D并联；所述直流母排的杂散电感L_DC+连接在寄生电感L_ESL和所述寄生电感L_snubber之间，所述直流母线的杂散电感L_DC-连接在所述电解电容C_DC和所述无感吸收薄膜电容C_Snubber之间；所述IGBT模块杂散电感L_C连接在所述IGBT的集电极和所述寄生电感L_snubber之间，所述IGBT模块杂散电感L_E连接在所述续流二极管D的正极和所述无感吸收薄膜电容C_Snubber之间。

本发明还提供一种PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制装置，其包括：

等效装置，其用于构建IGBT等效电路模型，所述等效装置对IGBT开通瞬态过程的各个阶段进行区分，将IGBT的电流I_C的电流值从零经稳态电流值I_Load增加至峰值的时间段设为杂散电感提取时间段t₁-t₂，并获得所述杂散电感提取时间段t₁-t₂的PWM变流系统的总杂散电感值L_Total；所述等效装置还基于所述总杂散电感值L_Total和PWM变流系统的特性构建所述IGBT等效电路模型，所述IGBT等效电路模型包括用于抑制IGBT开关瞬间浪涌的无感吸收薄膜电容C_Snubber；

控制装置，其用于：

基于所述IGBT等效电路模型获得PWM变流系统的直流母线杂散电感值L_DC-Link；

根据所述直流母线杂散电感值L_DC-Link、IGBT的浪涌电压变化预设值ΔV₂及IGBT的工作电流I_C获得无感吸收薄膜电容C_Snubber的电容值，以通过所述无感吸收薄膜电容C_Snubber抑制IGBT开关瞬间浪涌；其中，所述IGBT的浪涌电压变化预设值ΔV₂为预设的IGBT开关瞬间第二次浪涌的IGBT的集电极发射极极间电压V_CE的变化值。

本发明的PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制装置，通过获得无感吸收薄膜电容C_Snubber的电容值，调节所述电容值可有效抑制瞬时浪涌冲击。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：

图1为现有技术的PWM变流系统的IGBT关断时的IGBT的电压和电流的波形图。

图2为本发明的PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制方法所运用到的杂散电感参数抽取方案的电路原理示意图。

图3为图2所示的电路原理示意图中IGBT开通瞬态时IGBT的电压和电流的波形示意图。

图4为图2所示的电路原理示意图中IGBT开通瞬态时续流二极管反向恢复过程的续流二极管的电流的波形示意图。

图5为图2所示的电路原理示意图在IGBT开通瞬态时的等效电路图。

图6为根据图2所示的PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制方法中的杂散电感提取方法采用Hefner模型获得的IGBT开通瞬态时的电压和电流波形图。

图7为根据图2所示的PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制方法中的杂散电感提取方法采用Hefner模型获得的IGBT关断瞬态时的电压和电流波形图。

图8为本发明的PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制方法所用到的IGBT等效电路模型的电路图。

图9为运用本发明的PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制方法后IGBT典型电压关断波形示意图。

图10为运用本发明的PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制方法后IGBT关断时且带缓冲电路时的IGBT的电压和电流波形示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明进一步详细说明。

图2为本发明的PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制方法所运用到的杂散电感参数抽取方案的电路原理示意图。图3为图2所示的电路原理示意图中IGBT开通瞬态时IGBT的电压和电流的波形示意图。请参见图2和图3，以下将对本发明所运用到的杂散电感参数抽取方案作详细说明，需要说明的是，图2中有两个IGBT，其包括第一IGBT管IGBT₁和第二IGBT管IGBT₂，第一IGBT管IGBT₁位于上桥臂，第二IGBT管IGBT₂位于下桥臂。在本实施例中，后续提到的IGBT指的是第一IGBT管IGBT₁，第二IGBT管IGBT₂栅极上施加负电压以保持恒关断状态，只保留其内部反向二极管D工作，起到续流二极管(Freewheel Diode，FWD)的作用，并分别通过电流传感器和电压传感器以测得IGBT模块的V_CE、V_GE和I_C等外部可测电参数。

以IGBT(即第一IGBT管IGBT₁)瞬态开通过程为例，t₀-t₁阶段，IGBT处于关断状态，其电压V_CE等于母线电压E_d，IGBT的电流I_C＝0，续流二极管D的电压为零(忽略续流二极管D的通态压降)。由于采用较大的感性负载，可认为IGBT在开通过程中，负载电流I_Load保持不变。因此，t₀-t₁阶段不存在明显的di/dt变化，不适用于杂散参数的提取。

t₁-t₁’阶段，IGBT的栅极电流I_G对IGBT的栅射极极间电容C_GE充电，当栅极电压V_GE从0上升至阈值电压V_GE(th)时，IGBT开始缓慢导通，此时图2中的电动势E_d施加到电感负载L₀上，此时IGBT的电流I_C开始线性增长，直到t₁’时刻，IGBT的电流I_C基本到达稳态电流值I_Load，同时IGBT的栅极电压增大到了米勒平台电压。t₁-t₁’阶段续流二极管D保持导通状态，从t₁时刻开始，续流二极管D由导通向截止过渡，续流二极管D的电流I_F逐渐减小，伴随着续流二极管PN结少数载流子反向运动以及载流子的中和作用，电流I_F在t₁’时刻到达过零点，续流二极管D即将进入反向恢复。

t₁’-t₂时刻，IGBT的栅射极极间电压V_GE保持在米勒平台，电流I_F在t₁’时刻过零点后仍将下降并达到反向恢复电流的最大值I_Rmax，IGBT的电流I_C逐步增加，t₂时刻IGBT的电流I_C到达峰值电流，超出额定负载电流部分即为由IGBT的反并联续流二极管D关断时引起的反向恢复电流。可以看出，在t₁-t₂阶段，di/dt变化较大，同时IGBT的集电极发射极极间电压V_CE线性化较好且幅值变化明显，IGBT结电容及其位移电流影响较弱，故适宜于杂散电感的提取。

t₂-t₃时刻，续流二极管D反向恢复电流逐渐降低，阴、阳极间反向偏压迅速增大，对耗尽层等效电容充电，同时到t₃时刻反向恢复电流逐渐衰减至额定漏电流后完全截止，t₂-t₃阶段续流二极管D表现为纯电容特性，V_CE开始快速下降，t₂-t₃时间段的dV_CE/dt比较大。

t₃-t₄时刻，IGBT的栅射极极间电容C_GE逐渐被电荷充满，IGBT的栅射极极间电压V_GE按指数函数增至栅极全控电压V_GE(on)，I_G逐渐衰减至零，至t₄时刻V_CE降至饱和值V_CE(sat)，IGBT完全导通，换流过程完成。

基于上述多阶段瞬态过程分析，t₁～t₂时刻之间所产生的IGBT的集电极发射极极间压降ΔV_CE是由于回路中杂散电感导致的。对于电感值的求解依据电路伏安特性理论，即：

ΔV_CE＝-L_Total·di_C/dt

其中，L_Total为主电路等效总杂散电感。为了准确计算杂散电感，并基于所述各阶段暂态过程的分析，通常选取开通过程电压差值较大的线性阶段进行变分计算，可得系统杂散电感值求解函数式：

其中，t₁、t₂表示时刻，V_{CE_t1}为IGBT在t₁时刻的集电极发射极极间电压，V_{CE_t2}为IGBT在t₂时刻的集电极发射极极间电压，I_{C_t1}为IGBT在t₁时刻的电流，I_{C_t2}为IGBT在t₂时刻的电流。

图6为根据图2所示的PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制方法中的杂散电感提取方法采用Hefner模型获得的IGBT开通瞬态时的电压和电流波形图。图7为根据图2所示的PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制方法中的杂散电感提取方法采用Hefner模型获得的IGBT关断瞬态时的电压和电流波形图。请参见图6和图7，对于根据上述的参数提取方法建立的IGBT模型进行了仿真，仿真条件为直流母线电压E_d＝200V，IGBT芯片的通态电流I_C＝30A，IGBT的栅射极极间电压V_GE＝15V，门极电阻R_G＝15Ω，IGBT开通瞬态时栅射极极间电压V_GE和电流I_C的波形图如图6所示，IGBT关断瞬态时栅射极极间电压V_GE和电流I_C的波形图如图7所示，其中实线波形是Hefner模型获得的波形，虚线波形是根据上述的参数提取方法建立的IGBT模型获得的波形，从图6和图7可以看出，实线波形和虚线波形一致性良好，因此，根据上述的参数提取方法建立的IGBT模型获得的波形可实现较高的估算精度。

基于上述的参数提取方法，本发明提出一种PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制方法，其包括以下步骤：

步骤一，对IGBT开通瞬态过程的各个阶段进行区分，将IGBT的电流I_C的电流值从零经稳态电流值I_Load增加至峰值的时间段设为杂散电感提取时间段t₁-t₂，并获得所述杂散电感提取时间段t₁-t₂的PWM变流系统的总杂散电感值L_Total；

步骤二，基于所述总杂散电感值L_Total和PWM变流系统的特性构建IGBT等效电路模型，所述IGBT等效电路模型包括用于抑制IGBT开关瞬间浪涌的无感吸收薄膜电容C_Snubber；

步骤三，基于所述IGBT等效电路模型获得PWM变流系统的直流母线杂散电感值L_DC-Link；

步骤四，根据所述直流母线杂散电感值L_DC-Link、IGBT的浪涌电压变化预设值ΔV₂及IGBT的工作电流I_C获得无感吸收薄膜电容C_Snubber的电容值，以通过所述无感吸收薄膜电容C_Snubber抑制IGBT开关瞬间浪涌；其中，所述IGBT的浪涌电压变化预设值ΔV₂为预设的IGBT开关瞬间第二次浪涌的IGBT的集电极发射极极间电压V_CE的变化值。

在步骤一中，总杂散电感值L_Total的求解函数式为：

在步骤二中，图8为本发明的PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制方法所用到的IGBT等效电路模型的电路图，请参见图8，IGBT等效电路模型包括IGBT模块杂散电感L_C、L_E、直流母排的杂散电感L_DC+、L_DC-、电解电容C_DC、电解电容C_DC的寄生电感L_ESL、无感吸收薄膜电容C_Snubber、无感吸收薄膜电容C_Snubber的寄生电感L_snubber、IGBT(指第一IGBT管IGBT₁)、续流二极管D(指第二IGBT管IGBT₂中的续流二极管D，第二IGBT管IGBT₂的栅极上施加有负压以保持恒关断状态，续流二极管D工作)和电感负载L₀。续流二极管D的负极与IGBT的发射极连接。电感负载L₀为外部施加的大的感性负载，其与续流二极管D并联。无感吸收薄膜电容C_Snubber和寄生电感L_snubber串联，并与IGBT及续流二极管D并联。电解电容C_DC和寄生电感L_ESL串联，并与IGBT及续流二极管D并联。直流母排的杂散电感L_DC+连接在寄生电感L_ESL和寄生电感L_snubber之间，直流母线的杂散电感L_DC-连接在电解电容C_DC和无感吸收薄膜电容C_Snubber之间。IGBT模块杂散电感L_C连接在IGBT的集电极和寄生电感L_snubber之间，IGBT模块杂散电感L_E连接在续流二极管D的正极和无感吸收薄膜电容C_Snubber之间。

在步骤三中，所述直流母线杂散电感值L_DC-Link的求解函数式为：L_DC-Link＝L_DC++L_DC-+L_ESL。

在步骤四中，图9为运用本发明的PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制方法后IGBT典型电压关断波形示意图，请参见图9，当IGBT模块采用吸收电路时，即设有无感吸收薄膜电容C_Snubber，产生初始浪涌电压ΔV₁之后，随着吸收电容充电，瞬态电压再次上升。第二次上升峰值ΔV₂为吸收电压尖峰，根据能量守恒定律，可得到以下的函数式：

进而也可以求得：

因此，获得无感吸收薄膜电容C_Snubber的电容值。

另外，需要说明的是，无感吸收薄膜电容C_Snubber直接与IGBT(指第一IGBT管IGBT₁)极间并联，无感吸收薄膜电容C_Snubber的寄生电感L_Snubber的数值可近似理解为零。由于IGBT主回路母排有杂散电感存在，当关断IGBT的时候，IGBT的集电极和发射极间电流会快速下降，电感的特性是电流不能瞬变，会产生感应电动势，形成尖峰电压。定义V_CESP表示IGBT不带有缓冲电路时，即无感吸收薄膜电容C_Snubber时，IGBT的集电极发射极极间电压V_CE在关断过程中的浪涌电压峰值，进而可推得电压尖峰的函数式为：

V_CESP＝V_CES+(-L_Total·di_C/dt)；

其中，i_C(I_C)为IGBT模块工作电流，总杂散电感值L_Total可通过前述的函数式获得，此外，总杂散电感值还满足以下的函数式：

L_Total＝L_C+L_E+L_DC++L_DC-+L_ESL。

此外，初始浪涌电压ΔV₁的函数式为：

ΔV₁＝(L_C+L_E+L_Snubber)·di_C/dt。

无感吸收薄膜电容C_Snubber与总杂散电感值L_Total共同作用产生的寄生振荡频率f的函数式为：

图10为运用本发明的PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制方法后IGBT关断时且带缓冲电路时的IGBT的电压和电流波形示意图。从图10可以看出，发明的PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制方法可有效衰减电压尖峰，起到保护IGBT免受电压冲击的作用。同时，由于无感吸收薄膜电容C_Snubber的引入，其与总杂散电感值L_Total形成了在合理范围内的轻微振荡，不会影响PWM变流系统的性能。本发明的PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制方法基于对IGBT开关瞬态过程的详细机理分析，并借助多脉冲测试进行系统杂散参数的提取、IGBT等效电路模型的构建及基于IGBT等效电路模型获得无感吸收薄膜电容C_Snubber的电容值，较好地解决了PWM变流系统杂散参数引起的瞬时浪涌冲击。

本发明还提出一种PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制装置，其包括等效装置和控制装置。所述等效装置用于构建IGBT等效电路模型。所述等效装置对IGBT开通瞬态过程的各个阶段进行区分，将IGBT的电流I_C的电流值从零经稳态电流值I_Load增加至峰值的时间段设为杂散电感提取时间段t₁-t₂，并获得所述杂散电感提取时间段t₁-t₂的PWM变流系统的总杂散电感值L_Total。所述等效装置还基于所述总杂散电感值L_Total和PWM变流系统的特性构建所述IGBT等效电路模型，所述IGBT等效电路模型包括用于抑制IGBT开关瞬间浪涌的无感吸收薄膜电容C_Snubber。

所述控制装置用于基于所述IGBT等效电路模型获得PWM变流系统的直流母线杂散电感值L_DC-Link。所述控制装置还用于根据所述直流母线杂散电感值L_DC-Link、IGBT的浪涌电压变化预设值ΔV₂及IGBT的工作电流I_C获得无感吸收薄膜电容C_Snubber的电容值，以通过所述无感吸收薄膜电容C_Snubber抑制IGBT开关瞬间浪涌；其中，所述IGBT的浪涌电压变化预设值ΔV₂为预设的IGBT开关瞬间第二次浪涌的IGBT的集电极发射极极间电压V_CE的变化值。

本发明的PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制装置可有效抑制IGBT开关瞬间的浪涌，在此不再赘述。

本发明的PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制装置及方法至少具有以下的优点：

1.在本发明的PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制装置及方法中，基于对IGBT开关瞬态过程的详细机理分析，并借助多脉冲测试进行系统杂散参数的提取、IGBT等效电路模型的构建及基于IGBT等效电路模型获得无感吸收薄膜电容C_Snubber的电容值，特定电容值的无感吸收薄膜电容C_Snubber可有效抑制瞬时浪涌冲击。

2.在本发明的PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制装置及方法的一个实施例中，通过对IGBT开关瞬态过程的详细分析，构建了IGBT多脉冲测试方案以获取IGBT开通、关断瞬态过程的波形，从中选取线性度较好的阶段进行系统杂散参数提取。IGBT瞬态开关过程机理分析和杂散参数抽取的物理概念清晰，可操作性和实用性较高，能够较准确地描述IGBT的稳态和开关瞬态特性。通过与经典的Hefner模型计算值对比，充分验证了本发明中系统寄生参数提取方法的正确性，这对于估算IGBT通、断瞬态过程所产生的开关损耗与电磁干扰具有重要的现实意义。

3.在本发明的PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制装置及方法的一个实施例中，为了确保PWM变流系统稳定、可靠运行，降低IGBT承受的较高di/dt和dv/dt，利用所提取寄生参数构建IGBT等效电路模型，并基于IGBT等效电路模型获得无感吸收薄膜电容C_Snubber的电容值，无感吸收薄膜电容C_Snubber的特定数值可实现降低系统杂散参数导致的浪涌冲击。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：

对IGBT开通瞬态过程的各个阶段进行区分，将IGBT的电流(I_C)的电流值从零经稳态电流值(I_Load)增加至峰值的时间段设为杂散电感提取时间段(t₁-t₂)，并获得所述杂散电感提取时间段(t₁-t₂)的PWM变流系统的总杂散电感值(L_Total)；

基于所述总杂散电感值(L_Total)和PWM变流系统的特性构建IGBT等效电路模型，所述IGBT等效电路模型包括用于抑制IGBT开关瞬间浪涌的无感吸收薄膜电容(C_Snubber)；

基于所述IGBT等效电路模型获得PWM变流系统的直流母线杂散电感值(L_DC-Link)；

根据所述直流母线杂散电感值(L_DC-Link)、IGBT的浪涌电压变化预设值(ΔV₂)及IGBT的工作电流(I_C)获得无感吸收薄膜电容(C_Snubber)的电容值，以通过所述无感吸收薄膜电容(C_Snubber)抑制IGBT开关瞬间浪涌；其中，所述IGBT的浪涌电压变化预设值(ΔV₂)为预设的IGBT开关瞬间第二次浪涌的IGBT的集电极发射极极间电压(V_CE)的变化值。

2.如权利要求1所述的PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制方法，其特征在于，所述总杂散电感值(L_Total)的求解函数式为：

其中，t₁、t₂表示时刻，V_{CE_t1}为IGBT在t₁时刻的集电极发射极极间电压，V_{CE_t2}为IGBT在t₂时刻的集电极发射极极间电压，I_{C_t1}为IGBT在t₁时刻的电流，I_{C_t2}为IGBT在t₂时刻的电流。

3.如权利要求1所述的PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制方法，其特征在于，所述直流母线杂散电感值(L_DC-Link)的求解函数式为：

L_DC-Link＝L_DC++L_DC-+L_ESL，其中，L_DC+、L_DC-为直流母排的杂散电感，L_ESL为所述IGBT等效电路模型的电解电容寄生电感值。

4.如权利要求1所述的PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制方法，其特征在于，所述无感吸收薄膜电容(C_Snubber)的电容值的求解函数为：

$C_{Snubber}=\frac{L_{DC-Link}{\left(I_C\right)}^2}{{\left({\mathrm{\ΔV}}_2\right)}^2}.$

5.如权利要求1所述的PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制方法，其特征在于，所述IGBT等效电路模型包括IGBT模块杂散电感(L_C、L_E)、直流母排的杂散电感(L_DC+、L_DC-)、电解电容(C_DC)、所述电解电容(C_DC)的寄生电感(L_ESL)、无感吸收薄膜电容(C_Snubber)、所述无感吸收薄膜电容(C_Snubber)的寄生电感(L_snubber)、IGBT、续流二极管(D)和电感负载(L₀)；所述续流二极管(D)的负极与IGBT管的发射极连接；所述电感负载(L₀)与所述续流二极管(D)并联；所述无感吸收薄膜电容(C_Snubber)和所述寄生电感(L_snubber)串联，并与IGBT及续流二极管D并联；所述电解电容(C_DC)和所述寄生电感(L_ESL)串联，并与所述IGBT及所述续流二极管(D)并联；所述直流母排的杂散电感(L_DC+)连接在寄生电感(L_ESL)和所述寄生电感(L_snubber)之间，所述直流母线的杂散电感(L_DC-)连接在所述电解电容(C_DC)和所述无感吸收薄膜电容(C_Snubber)之间；所述IGBT模块杂散电感(L_C)连接在所述IGBT的集电极和所述寄生电感(L_snubber)之间，所述IGBT模块杂散电感(L_E)连接在所述续流二极管(D)的正极和所述无感吸收薄膜电容(C_Snubber)之间。

6.PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制装置，其特征在于，包括：

等效装置，其用于构建IGBT等效电路模型，所述等效装置对IGBT开通瞬态过程的各个阶段进行区分，将IGBT的电流(I_C)的电流值从零经稳态电流值(I_Load)增加至峰值的时间段设为杂散电感提取时间段(t₁-t₂)，并获得所述杂散电感提取时间段(t₁-t₂)的PWM变流系统的总杂散电感值(L_Total)；所述等效装置还基于所述总杂散电感值(L_Total)和PWM变流系统的特性构建所述IGBT等效电路模型，所述IGBT等效电路模型包括用于抑制IGBT开关瞬间浪涌的无感吸收薄膜电容(C_Snubber)；

控制装置，其用于：

基于所述IGBT等效电路模型获得PWM变流系统的直流母线杂散电感值(L_DC-Link)；

根据所述直流母线杂散电感值(L_DC-Link)、IGBT的浪涌电压变化预设值(ΔV₂)及IGBT的工作电流(I_C)获得无感吸收薄膜电容(C_Snubber)的电容值，以通过所述无感吸收薄膜电容(C_Snubber)抑制IGBT开关瞬间浪涌；其中，所述IGBT的浪涌电压变化预设值(ΔV₂)为预设的IGBT开关瞬间第二次浪涌的IGBT的集电极发射极极间电压(V_CE)的变化值。

7.如权利要求6所述的PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制装置，其特征在于，所述总杂散电感值(L_Total)的求解函数式为：

其中，t₁、t₂表示时刻，V_{CE_t1}为IGBT在t₁时刻的集电极发射极极间电压，V_{CE_t2}为IGBT在t₂时刻的集电极发射极极间电压，I_{C_t1}为IGBT在t₁时刻的电流，I_{C_t2}为IGBT在t₂时刻的电流。

8.如权利要求6所述的PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制装置，其特征在于，所述直流母线杂散电感值(L_DC-Link)的求解函数式为：

L_DC-Link＝L_DC++L_DC-+L_ESL，其中，L_DC+、L_DC-为直流母排的杂散电感，L_ESL为所述IGBT等效电路模型的电解电容寄生电感值。

9.如权利要求6所述的PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制装置，其特征在于，所述无感吸收薄膜电容(C_Snubber)的电容值的求解函数为：

$C_{Snubber}=\frac{L_{DC-Link}{\left(I_C\right)}^2}{{\left({\mathrm{\ΔV}}_2\right)}^2}.$

10.如权利要求6所述的PWM变流系统的IGBT开关瞬间浪涌抑制装置，其特征在于，所述IGBT等效电路模型包括IGBT模块杂散电感(L_C、L_E)、直流母排的杂散电感(L_DC+、L_DC-)、电解电容(C_DC)、所述电解电容(C_DC)的寄生电感(L_ESL)、无感吸收薄膜电容(C_Snubber)、所述无感吸收薄膜电容(C_Snubber)的寄生电感(L_snubber)、IGBT、续流二极管(D)和电感负载(L₀)；所述续流二极管(D)的负极与IGBT管的发射极连接；所述电感负载(L₀)与所述续流二极管(D)并联；所述无感吸收薄膜电容(C_Snubber)和所述寄生电感(L_snubber)串联，并与IGBT及续流二极管D并联；所述电解电容(C_DC)和所述寄生电感(L_ESL)串联，并与所述IGBT及所述续流二极管(D)并联；所述直流母排的杂散电感(L_DC+)连接在寄生电感(L_ESL)和所述寄生电感(L_snubber)之间，所述直流母线的杂散电感(L_DC-)连接在所述电解电容(C_DC)和所述无感吸收薄膜电容(C_Snubber)之间；所述IGBT模块杂散电感(L_C)连接在所述IGBT的集电极和所述寄生电感(L_snubber)之间，所述IGBT模块杂散电感(L_E)连接在所述续流二极管(D)的正极和所述无感吸收薄膜电容(C_Snubber)之间。