特高压直流输电用晶闸管dv/dt特性试验研究

特高压直流输电(UHVDC)用晶闸管除需通过常规的特性测试外,还必须多次进行多项特殊项目测试,例如极限性的临界电压上升率(dv/dt)和不同dv/dt下的电压转折关系测试。文章论述了一种测试±660 kV特高压直流输电用晶闸管临界电压上升率特性的测试系统。该系统采用计算机自动控制,其数据采集、波形显示以及结果记录均由Labview编写的控制程序完成,安全可靠。     

脉冲开关用 6 英寸高 di/dt 晶闸管的研制

针对脉冲开关用晶闸管对di／dt耐量的高要求,阐述了晶闸管的导通过程和di／dt的失效机理。通过选用适当的硅单晶参数,调整P基区浓度分布,优化门极图形,采用双负角造型工艺,设计并试制出6英寸脉冲开关用晶闸管。该晶闸管的脉冲峰值电流可达300kA,di／dt耐量超过3000A／μs,试验表明其具有良好的稳定性和可靠性。     

地铁直流牵引供电系统中的di/dt和ΔI保护

通过广州地铁直流牵引系统非金属性短路故障保护的实现，分析了电流上升率di/dt和电流增量ΔI保护原理和动作过程，给出了保护整定原则以及广州地铁1500V直流断路器的整定参数。     

发射极关断晶闸管的均匀开通

发射极关断(ETO)晶闸管是一种新型MOS可控晶闸管.由于它改善了开关性能,容易控制,因此适用于大功率变流器.文章分析了ETO的初次均匀开通过程.为了达到均匀开通,对于不同的ETO样品,说明了所要求的门极电流幅值和上升率.试验结果表明,ETO能够均匀开通,最大阳极电流上升率也能得到相应改善,同时还能缩短最小导通时间.     

HiPak 6.5kV IGBT的开关特性及门极驱动电路对其影响

介绍了ABB对Hi Pak 6500V/750A IGBT模块反向恢复特性的研究,首创性地就di/dt对二极管和与之反向并联的IGBT的正、反向恢复特性的影响进行了研究;并分析了di/dt对IGBT模块的影响,可以确认di/dt在其反向恢复过程中起重要作用,即当di/dt过高时,IGBT和二极管芯片会发生损坏,并有可能随后导致变流器的桥臂间短路。文章指出IGBT和门极驱动之间的优化匹配对确保安全工作十分重要,只有这样Hi Pak模块的鲁棒性才能得以完全体现。     

变频器输出电压du/dt对电机的影响及其滤波器的设计

研究了变频器输出电压du/dt对电机端电压和轴承电流的影响,在PSpice中建立了电机高频模型,并对端电压波形进行了仿真;着重研究了一种du/dt滤波器的参数设计方法,并且进行了仿真和实验验证。实践证明,该滤波器具有较好的滤波效果。     

问与答

答：（1）IGBT（绝缘栅双极型晶体管）是功率MOSFET 技术的派生器件。它结合了双极结型晶体管（BJT）的低导通损耗和功率MOSFET的高开关速度的特点,是一种电压控制型器件。与晶闸管相比，IGBT速度更快，dv/dt抗干扰和栅极关断能力更好。当某些晶闸管例如GTO由门极关断时，要求有反向门极电流，而IGBT关断时，唯一要求的是栅极电容放电。象MOSFET一样，IGBT是跨导器件，只要保持栅极电压在阈值电压电位以上，便能维持IGBT的充分导通状态。在故障情况下，IGBT表现了可靠耐用的特性。当器件处于端子短路或接地状态时，短路…     

IGBT PWM逆变器供电异步电动机定子绕组中电压应力的分析

使用IGBT PWM逆变器供电时,逆变器和电动机之间阻抗不匹配和高频开关而引起的高电压上升率(dv/dt)会造成定子绕组绝缘击穿和电压分布不均匀.本文研究了IGBT PWM逆变器驱动的异步电动机定子绕组中电压分布.为了分析定子绕组的不均匀电压,使用有限元法(FEM)计算高频参数.从这些参数得到了由分布电容、电感和电阻构成的等效电路.然后使用该等效电路仿真以预测线匝和线圈中的电压分布.还介绍了逆变器上升时间和电缆长度变化对电压分布的影响.为了试验,制造了一台带有一相分接头的37 kW异步电动机和开关浪涌发生器来分析电压分布.     

串补电路中次同步谐振检测和抑制的研究

针对晶闸管控制的串联补偿电路(TCSC)的次同步谐振(SSR)问题,提出了一种可实时检测次同步谐振,并对其加以抑制的方法。文中不仅介绍了串补系统的投入和晶闸管开关技术,还对此方法作了详细的理论分析和大量的仿真研究,设置两个门槛值。用Labwindows/CVI进行仿真分析说明,该方法对检测和抑制次同步谐振可行、有效。设置门槛值后,可以防止外界干扰引起误动作,减少晶闸管的动作次数,延长元器件的寿命。     

基于Matlab的晶闸管换相过电压仿真

首先讨论了晶闸管的反向恢复过程以及晶闸管反向恢复电流的数学模型,然后以ABB公司的晶闸管5STP34Q5200为例,用Matlab建立晶闸管反向恢复电流的指数函数模型。通过对模型进行仿真发现,在换相电压相同的情况下,线路电感值越大,晶闸管换相过电压越大。     

XK8-7/144蓄电池式电机车应用晶闸管斩波调速改造技术

介绍晶闸管斩波调速电路的结构和工作原理 ,以及对XK87/14 4电机车进行技术改造的具体措施和应用效果     

大功率变流技术与应用(二)——软开关变流器

传统的硬开关逆变器在转换状态期间存在一些严重问题.高开关频率使电力电子器件遭受高的开关应力和高的开关损耗.此外,很大的du/dt和di/dt引起严重的电磁干扰(EMI),而寄生电容和杂散电感可能在开关过程中产生高的电压和电流尖峰及振荡.采用软开关技术,可以克服这些缺点,消除开关损耗,提高效率;减少开关du/dt,消除相关的EMI和轴承电流.文章着重介绍用于PWM电压源逆变器的两类软开关技术,即谐振中间环节和谐振吸收回路.     

一种应用于脉冲功率领域的IGCT

介绍一种适用于脉冲功率领域的大功率半导体器件IGCT,简述IGCT器件及其结构,IGCT器件的通流能力强、di/dt高,适于脉冲功率领域应用。进行了脉冲放电的试验并讨论了IGCT的串联应用技术。     

晶闸管多周波浪涌电流试验及仿真

概述了六英寸晶闸管的多周波浪涌试验,给出了试验中晶闸管的电流波形和温度曲线。详细介绍了温度计算及仿真分析,并将计算结果与试验结果进行了比较,验证了仿真的可行性。     

车载变流器大功率IGBT数字驱动方法研究

文中首先对车载变流器大功率IGBT的驱动进行了深入分析研究,提出了数字驱动的保护构架与保护思想。随后阐述了数字脉冲分配保护作为IGBT驱动预处理的重要作用,列出了预处理的主要功能。之后着重分析了IGBT开关过程中驱动电阻对开关性能的影响,并提出了数字驱动的保护方案。最后设计试验,得到了开通关断过程中不同栅极电阻对应的驱动特性,并结合IGBT开关特性得到最优的开关方案,测试结果表明：数字驱动方案大大降低了开通过程中的损耗与di/dt及关断过程的损耗与du/dt。这一研究成果已在既有大功率机车和动车上装车运用。     

静止无功补偿器用晶闸管阀一般要进行哪些试验？

答：以晶闸管阀作功率控制部件构成的静止无功补偿器广泛应用于输配电领域（包括电气化铁道牵引供电网）的无攻补偿。其常见的应用形式有TCR（晶闸管控制电抗器）和TSC（晶闸管投切电容器）。为提高可靠性，要对晶闸管阀进行严格的试验，欧美国家通常进行的试验有：介电试验，运行试验，抗EMI（电磁干扰）试验。     

基于Matlab/Simulink的SS4改型机车PFC的仿真

建立了SS4改型机车PFC的仿真模型,对串联LC谐振滤波电路进行了暂态仿真,通过仿真了解晶闸管的暂态电压和暂态电流情况,并说明了可能导致晶闸管损坏的潜在因素,提出了建议。     

日本6000系地铁客车的改造

东京营团地铁通过多年的调查研究，最近对已运行２０多年的６０００系客车进行了更新改造。主要是功率元件用ＧＴＯ晶闸管取代逆导式晶闸管，对斩波器和斩波触发控制装置进行了更新，主控回路实行了改造。     

不同类型逆变器功率损耗和输出电压品质的比较

重点对不同类型逆变器馈电的传动系统的功率损耗和输出电压品质进行了比较,逆变器类型包括采用dv/dt或正弦波滤波器的硬开关逆变器以及谐振或准谐振逆变器.谐振逆变器以ZCS谐振逆变器为代表,准谐振逆变器以直流环节采用高频变压器的ZVS准谐振逆变器为代表,给出了仿真和试验结果.在PSPICE环境下,模型仿真几乎全部使用实物.数字仿真时,采用异步电机和电缆组成的高频模型.实验测量是在现有逆变器实验模型上进行的,此模型专用于检测带有dv/dt(或正弦波)滤波器选件的逆变器功能.测量时使用了LEM Norma D6100功率分析仪和一台基于PC平台的功率分析仪,并采用多功能插件NI-Daq 6024E和在LabVIEW环境下开发的控制软件.     

基于高压阀的晶闸管光电触发与在线监控系统

针对现有晶闸管电磁式触发和监控系统的不足,提出了适用于高电压、大电流晶闸管阀组的光电触发和监控方式。介绍了其功能、原理和构成。