新型功率开关器件IGCT及其应用

介绍了IGCT的结构、特点、性能及参数,给出了IGCT在ACS 1000变频器逆变器及保护中应用实例。由于IGCT兼容了GTO和IGBT的优点,IGCT特别适用于中高压大功率变频器及大容量快速保护系统中。     

新型功率半导体器件IGCT的核心技术

在目前的中电压大功率应用领域，占主导地位的功率半导体器件有晶闸管，GTO和IGBT等，这些传统的功率器件在产用方面都存在一些缺陷，ABB半导体公司率先提出了一种新型功率半导体器件－IGCT，它具有大电流、高电压、开关频率高、高可靠性，结构紧凑，低损耗的特点，在性能上明显优于目前广泛使用的GTO和IGBT器件，本文对IGCT器件及其工作原理进行简单介绍，并着重对四项核心技术；缓冲层，透明阳极，逆导和集成门极技术，以及它们对器件性能的改善进行阐述。     

ASC6000中压交流传动中IGCT及二极管的检测方法

ABB在制造大功率变频器方面有着丰富的经验，而且在先进技术的研究、开发和应用方面始终处于领先地位。ACS6000中压交流传动代表了ABB最先进的变频器技术．由于采用了DTC（直接转距控制）、IGCT（集成门极换流晶闸管）、公共直流母线等关键技术，其中．IGCT是ABB公司专为中压变频器开发的功率半导体开关器件，它基于非常成熟的GTO（门极关断晶闸管）技术同时具有比GTO更快的开关速度．所以ACS6000传动具有在变化负载的情况下快速而精确的转矩和速度控制、可实现四象限运行、低能量消耗等优点．因而在船舶业、石油和天然气工业、冶金和采矿业等领域中被广泛应用。     

ASC6000中压交流传动中IGCT及二极管的检测方法

ABB在制造大功率变频器方面有着丰富的经验，而且在先进技术的研究、开发和应用方面始终处于领先地位。ACS6000中压交流传动代表了ABB最先进的变频器技术．由于采用了DTC（直接转距控制）、IGCT（集成门极换流晶闸管）、公共直流母线等关键技术，其中．IGCT是ABB公司专为中压变频器开发的功率半导体开关器件，它基于非常成熟的GTO（门极关断晶闸管）技术同时具有比GTO更快的开关速度．所以ACS6000传动具有在变化负载的情况下快速而精确的转矩和速度控制、可实现四象限运行、低能量消耗等优点．因而在船舶业、石油和天然气工业、冶金和采矿业等领域中被广泛应用。     

功率传输线对GTO关断性能的影响

通过实验和机理分析研究了功率传输线的电感效应。GTO缓冲电路传输线电感对尖峰电压和峰值功耗有着重要的影响。缓冲电阻支路的引线长度是GTO反冲电压的基本决定因素。为此，必须尽量缩短功率传输线的 长度以改善GTO的关断性能。     

可关断晶闸管门极电路初探

可关断晶闸管(GTO)是具有自关断能力的新一代电力电子元件。由于GTO对门极电路有着特殊要求,使得门极电路成为GTO应用技术的关键本文仅就门极电路作一初步探讨。     

基于三电平中点箝位逆变器的高压变频调速器

针对目前工业应用中对高压大容量变频调速装置的迫切需求,设计并实现了一种基于集成门极换向晶闸管(IGCT)器件的新型6kV/1800kVA高压变频调速器。其中交流输入侧采用移相变压器隔离的24脉冲整流电路以保证输入侧功率因数大于0.96;中间直流环节直流电压为10kV;逆变部分采用三电平中点箝位(NPC)电压型逆变器,并采用2只4.5kV的IGCT器件串联运行,逆变器输出线电压为6kV。NPC逆变器采用变频特定消谐脉冲宽度调制(SHE-PWM),且输出采用LC滤波器来减小dv/dt及谐波畸变率。装置采用IGCT作为电子开关取代传统的快速熔断器进行快速的桥臂过电流保护。装置试验表明这种高压变频器具有很好的性能及可靠性。     

集成门极换向型晶闸管透明阳极的数值模拟

分析了集成门极换向型晶闸管（IGCT）的透明阳极相对于传统阳极的特点,并进行了数值模拟,利用有限差分法求解电子电流密度方程、空穴电流密度方程、载流子连续性方程和泊松方程的联立方程组,得了透明阳极的发射效率随电子电流密度增大而增大的变化关系,透明阳极的种特点使得IGCT在大电流关断时能够迅速地排出过剩的载流子,保证了关断时的均匀性,简化甚至消除了吸收电路,使得IGCT在中电压、大功率场合具有广泛的用途。     

在大功率应用时IGBT和IGCT的选择

在不同的应用领域，由于较大的功率和较高的频率冲击，对半导体器件的要求有很多情况下是矛盾的，因而单一器件无法解决这一矛盾。尽管过去和今后的器件类型很多，但今后的开关器件在600V以上的场合应用时，无外乎两三种：IGBT,IGCT和GTO。     

GTO辅控斩波器换流电路特性分析

本文分析了GTO辅控斩波器换流电路的特性,并考虑到电源电感的影响和电枢反应的影响,实验结果与分析结论是一致的。     

瞬时值控制GTO斩波器的频率分析

对瞬时值拄制的ＧＴＯ斩波器的频率，ＧＴＯ通态时间ｔｏｎ和断态时间ｔｏｆｆ进行了分析．分析结果可用于指导ＧＴＯ斩波器的设计．     

大功率GTO损耗特性的实验研究

为适应大功率门极关断晶闸管 ( GTO)不断增长的实验要求 ,建立了较大容量 ( 4 0 MVA/ 5 k V/ 8k A)的实验电路和快响应的测试设备 ,给出了选取电压和电流传感器的一般原则 ,并详细分析了影响 GTO开关波形的各种因素。基于所建实验系统 ,通过改变主电路和吸收电路的参数配置 ,系统研究了不同工况下 GTO的动态损耗特性。通过分析提出了开通和关断损耗的改进计算方法 ,在获得较高准确度( 95 % )的同时可降低对示波器测量分辨率的要求。实验方法和结果为 GTO的动态开关特性研究和应用系统设计提供了参考依据。     

GTO电压型逆变器短路故障快速关断保护法的研究

采用关断ＧＴＯ的方法进行短路保护，具有电路简单、成本低的特点，可将保护电路直接加入ＧＴＯ的门极驱动电路，但对短路检测的速度要求较高，本文提出了适合于关断保护法的检测方案，设计出一套关断保护电路，并在斩波电路上对保护电路的可靠性进行了验证     

一种用于GTO逆变器的吸收电路的分析

分析了一种GTO吸收电路的工作原理,并给出了电路参数设计的基本方法和计算公式,该吸收电路适用于交－直－交变频装置中的GTO逆变器。     

节能型GTO串级调速装置

节能型GTO串级调速装置是一种新型的整流装置。该装置的功率因数得到很大的改善,它的推广应用将对节能有较重要的意义。 论文讨论了改善功率因数的原理和方法,试验测定了绕线型电机。一般串级调速装置和节能型GTO串级调速装置的功率因数特性曲线。曲线对比能够说明节能型GTO串级调速装置高功率因数的优点。