高压变频器中IGCT的快熔保护

提出利用快速熔断器来实现高压变频器中IGCT器件的保护,在对高压变频器三电平逆变回路发生的“直通”故障分析基础上进行快熔计算选择,并分析所选快熔特性,最后给出结论。     

基于傅里叶级数的改进型IGCT物理模型

研究集成门极换流晶闸管(IGCT)高精度模型建模方法,有助于深入分析IGCT运行特性、提高含IGCT变流器的整体性能。为此,建立了基于傅里叶级数法的改进型IGCT物理模型,根据IGCT运行特性考虑了N基区非耗尽区注入状态的变化,且针对不同注入状态将描述该区域载流子分布特性的双极输运方程(ATE)加以简化,并运用傅里叶级数法求解,提高了关断暂态拖尾电流精度。利用动态承压系数计算N基区空间电荷区压降,确保电流可靠关断的同时,提高了关断暂态电压精度。同时,N缓冲层和P基区分别采用准静态法与电荷控制法描述载流子分布情况,建立了改进的IGCT物理模型。通过改进模型与现有模型仿真结果及实验结果的对比,验证了该建模方法的正确性和模型的有效性。     

基于Saber的IGCT集总电荷模型研究

在此使用MAST语言在Saber软件中建立了非对称型IGCT的集总电荷模型。应用IGCT通用测试电路测试电路对该模型进行了测试,给出了IGCT开通与关断时的实验与仿真波形,分析了造成两者差异的原因,证明了所建立模型的有效性。在此基础上,将该模型应用在IGCT并联研究中,仿真结果与实际实验中IGCT电流拥挤现象吻合。IGCT集总电荷模型兼顾了器件物理原理与仿真速度,在研究器件并联以及保护方面有一定的指导意义。     

基于IGCT的高压三电平变频器失效机理及保护策略

在分析了三电平变频器拓扑结构特点和IGCT结构特性的基础上,讨论了基于IGCT的高压三电平变频器失效机理及保护策略,提出了针对IGCT的全保护概念.对其安全运行区域进行了详尽的分析,结合实例给出定量的安全区域设计原则和相应的保护措施.     

电气传动装置中可控硅与快速熔断器的匹配问题

可控硅与快速熔断器(以下简称快熔)配合的基本要求是在可靠保护的前提下,充分利用可控硅的额定电流。为此分析了可控硅的过载损坏模式、特性及快熔的熔断特性,得出短路保护匹配的一般方法,以及电气传动装置中可控硅与快熔配合的某些特点及现状。     

基于20MVA NPC/H桥变流器功率器件模型的研究

基于集成门极换流晶闸管(IGCT)的大容量电力电子变流装置广泛应用于冶金传动、矿井提升、油气输送等工业领域,为研究IGCT的器件特性,需进行建模分析。提出一种IGCT的功能型模型,分析了IGCT等效工作电路的理论换流过程。仿真模型具有计算速度快、参数求解简单的特点,并在仿真软件PSIM中实现,仿真与实验结果验证了模型的有效性和换流过程分析的正确性。     

《高电压技术》总目次

研究与专题论述热刺激电流法研究 Al2 O3陶瓷陷阱分布……………………吕金壮　孟廷荣　李成榕等 ( 1- 1)………………………计算混合体在均匀场中最大场强的近似公式………………叶齐政　李凌云　李　劲等 ( 1- 3)………………………硅橡胶中小分子的高温再生鲁志伟　常树生 ( 1- 4 )………Rogowski线圈测量误差分析和估计………………………申　烛　钱　政　罗承沐等 ( 1- 6 )………………………高压变频器中 IGCT的快熔保护……………………………胡兆庆　毛承雄　陆继明等 ( 1- 8)………………………电力电缆线路参数测试技术的研究…     

高压IGCT缓冲电路的仿真与实验研究

针对6kV/1000kW高压变频器中集成门极换流晶闸管(Integnated Gate Commutation Thyristor,简称IGCT)的串联缓冲电路进行了设计.在分析串联缓冲电路的同时,计算了吸收电容和吸收电阻的取值范围.而后,对缓冲电路进行了PSIM仿真和试验,通过仿真和试验波形的比较,验证了缓冲电路的工作效果.结果表明,吸收电容和吸收电阻的取值合适,能够对IGCT起到很好的保护.     

功率器件集成门极换流晶闸管关断特性研究

为深入研究IGCT的关断特性，该文基于实验结果，建立了IGCT关断过程中，流过IGCT电流的波形的数学模型，在此基础上进而提出用微分方程研究电路中IGCT关断特性的方法。为验证该方法的有效性，以建立的IGCT关断过程电流波形数学模型为基础。该文建立基于斩波电路的IGCT关断暂态特性的数学模型。该模型充分考虑IGCT阻容吸收回路、线路杂散电感及限流电抗器对IGCT关断暂态过电压的影响。数值仿真及试验结果表明，该模型能够较好地反映IGCT关断过程中的暂态特性。     

固态限流器中大功率IGCT并联关断保护电路

集成门极换流晶闸管（integrated gate commutated thyristor,IGCT）具有大电流导通损耗低和关断过程快速均匀可靠等特性,在固态限流器（solid state fault current limiter,SSFCL）应用中具有综合优势。为此,针对固态限流器中并联运行的大功率IGCT,通过构建器件的集总电荷仿真模型对其关断过程进行了仿真分析,并结合试验验证深入研究了RC阻容缓冲和压敏电阻保护对并联IGCT关断特性的影响。大电流关断研究结果表明：RC缓冲能进一步缓解并联IGCT关断过程中的电流拥挤现象,降低拖尾电流下降率,减轻器件动态雪崩击穿的剧烈程度;在固态限流器中回路电感和关断电流均比较大的条件下,增加RC缓冲能大幅提高并联器件的关断可靠性。该研究成果可以为并联IGCT有效保护方案的设计提供参考。     

采用IGCT电压型三电平逆变器的高压变频调速器

摘要： 集成门极换向型晶闸管(IGCT)的优良性能使其适合于实现高-高方式的高压变频调速装置。文中提出了基于IGCT中点箝位电压型三电平逆变器的高压变频调速装置主电路，并给出了一台6 kV/1 800 kVA高压变频调速装置的实现。装置交流输入侧采用变压器隔离的24脉冲整流电路来保证输入侧功率因数大于0.96，中间直流环节直流电压为10 kV，逆变部分采用中点箝位(NPC)电压型三电平逆变器输出三相6 kV线电压，每只开关器件由2只4.5 kV IGCT器件串联构成。逆变器采用变频的特定谐波消除脉宽调制(SHE-PWM)，且输出侧采用LC滤波器来减小输出电压的谐波畸变率及dv/dt。装置采用IGCT作为电子开关进行输出过电流保护。装置实验表明，这种高压变频器具有很好的性能及可靠性。     

受杂散电感影响的大容量变换器中IGCT关断特性研究

集成门极换流晶闸管(IGCT)是大容量变换器高效可靠运行的重要元件。电路杂散电感会严重地影响IGCT的关断特性，增大器件的电压应力和关断损耗，甚至导致器件损坏。以基于IGCT的12 50 kW/6 kV三电平变频器为例，通过理论分析、仿真和实验，深入研究杂散电感对IGCT关断特性的影响。通过引入影响因子的概念，评估不同支路杂散电感影响的严重程度，据此提出杂散电感的设计原则。结合变换器柜上的单管IGCT测试方案，使得杂散电感和IGCT关断特性的准确预估成为可能，为基于IGCT的大容量变换器的设计和优化提供了重要的指导。     

IGCT在大功率电压源逆变器中的应用

介绍了IGCT的性能特点及使用中应注意的事项,给出了IGCT在两电平逆变器及中点箝位三电平逆变器应用中箝位电路的参数设计方法,分析了IGCT在中点箝位三电平逆变器应用中需要施加外触发的原因,给出了IGCT在6 kV高压变频调速中的应用情况。     

逆变器中杂散电感对IGCT端部电压的影响

为了分析逆变器中杂散电感对集成门极换相晶闸管（Integrated Gate Commucated Thyristor,简称IGCT）端部电压的影响,利用PSpice软件包建立了IGCT的2T-3R子电路模型,得出了考虑逆变电路中杂散电感影响的IGCT端部电压仿真波形。分析对比后可知,在杂散电感较大的情况下,尤其是换流回路杂散电感较大时,会使IGCT输出端产生过电压,严重时会使IGCT击穿。通过安装关断吸收电路,可以有效地降低IGCT的端部过电压。     

Prediction of harmonic power losses in fuses located in DC-link circuit of an inverter

Fuses may in the future enter into the DC link of voltage-source converters and the harmonic power losses prediction in fuses is very important for the manufacturers in order to predict lifetime and protection level of the converter. The DC-link current has a high harmonic content for an inverter that uses any kind of space-vector modulation strategy. The aim of this paper is to find a useful approximation for the AC resistance of a fuse and to predict the harmonic power losses in it when it is fed from an inverter.     

基于RC阻容吸收的串联IGCT动态均压研究

为了研究串联IGCT关断时暂态特性,建立了串联IGCT的关断电流数学模型,该模型考虑了所串联的同一型号半导体开关器件物理特性存在的细微差异。基于此模型,提出了用微分方程研究串联IGCT电路关断的均压特性的思路。为验证该思路的有效性,建立了基于串联IGCT斩波电路的关断暂态模型,该模型充分考虑了IGCT阻容吸收回路、线路杂散电感对IGCT关断暂态过电压的影响。数值仿真及试验结果表明,该模型能较好地反映串联IGCT关断的均压情况。     

IGCT器件在风力发电并网变流器中的应用

IGCT是一种基于GTO结构的新型大功率半导体开关器件。IGCT在电压和功率等级、效率、可靠性以及变流器结构设计等方面具有显著的特点和优势,非常适合大功率变流装置的应用要求。在此,简单介绍了风力发电技术的发展趋势,以及全功率变流风力发电系统的结构和特点。结合IGCT的工作原理和性能,分析了IGCT器件在风力发电并网变流器中的应用;此外,还介绍了国产IGCT器件技术的发展现状和试验情况。     

DC Fusing in Semiconductor Circuits

The development of power semiconductors and their application in the past few decades has brought about new requirements for their protection by fuses. In a large number of applications the fuse has to interrupt a direct-current fault. These applications include chopper circuits, regenerative dc drives, battery supplies, traction applications, and inverter circuits used in variable-speed ac drives and uninterruptible power supplies. Guidance is provided on fuse selection in typical circuits.     

集成门极换向晶闸管开关特性

新型开关器件集成门极换向晶闸管(IGCT)由于其优越的性能在中高压大功率多电平变流器系统中逐渐得到广泛应用.在电力电子仿真软件PSIM中实现的一种适用于高压大功率变流仿真的IGCT功能模型的基础上,建立了IGCT单管实验的仿真模型,分析了IGCT开关特性,特别是该电路中各种杂散参数和缓冲吸收电路中各元件参数对IGCT关断过程的影响,为实际的基于IGCT器件的大功率多电平变流器系统的结构设计和控制提供了重要的理论根据和指导.