新型功率器件（IGCT）的工作原理及其设计技术

阐述了新型功率半导体器件－－集成门极换向型晶闸管ＩＧＣＴ（ＩｎｊｔｅｇｒａｔｅｄＧａｔｅ Ｃｏｍｍｕｔａｔｅｄ Ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ）的基本工作原理和关键设计技术。ＩＧＣＴ在ＧＴＯ技术的基础上,采用硬驱动技术,集成其门极驱动电路和反并联二极管,省去了吸收电路,兼具ＧＴＯ爱损耗低和ＩＧＢＴ关断均匀的特点。由于其开关频率高,易于串联,故适合在中电压大功率领域使用。     

IGCT和IEGT——适用于STATCOM的新型大功率开关器件

硬驱动概念的出现极大地改进了门极可关断晶闸管（GTO）的关断性能,并导致了集成门极换向型晶闸管（IGCT）的出现。IGCT在GTO技术的基础上,采用新技术集成了硬驱动门极驱动电路及反并联二极管,使器件不需关断吸收电路、可靠性更高、工作频率更高,易于串联工作。电子注入增强门极晶体管（IEGT）是东芝公司于1993年开发出的新一代电力电子器件。它具有通态压降低、门极驱动简单、开关损耗小、串联运行容易等诸多优点。IGCT和IEGT将逐步取代GTO广泛应用于中等电压大容量变流器中。文中简要地介绍了IGCT和IEGT的基本结构、工作原理、性能比较,以及在静止补偿器和逆变器中的应用情况。     

集成门极换流晶闸管门极驱动电路

介绍了集成门极换流晶闸管(IGCT)的基本结构,它同时拥有晶体管的关断特性和晶闸管的开通特性,是一种理想的兆瓦级中高压半导体开关器件.IGCT必须结合集成门极驱动电路才能完成硬开通和硬关断,因此门极驱动电路的性能将直接影响器件性能的优劣.具体设计了630A/4500V逆导GCT的驱动电路,并分析了驱动电路的要求和设计原理.     

可关断晶闸管无破坏测试模糊专家系统的研究

应用专家系统理论和模糊理论建立了可关断晶闸管（ＧＴＯ）无破坏测试模糊专家系统（ＧＴＯ ＮＤＴＦＥＳ）。ＧＴＯ ＮＤＴＦＥＳ主要具有两种功能：测试ＧＴＯ的最大可关断阳极电流ＩＡＴＯ和判断ＧＴＯ的性能优劣。为了表达“ＧＴＯ临近其关断极限”这一模糊概念,文章首次提出了“安全隶属度”的概念,并提出了用特征量的当量值变化的拟合曲线以确定安全隶属度垢模糊推理方法。提出了用极小－极大法则进行了模糊推理以评价ＧＴ     

浅谈门极可关断(GTO)晶闸管的"硬驱动"技术

文章介绍了门极可关断GTO晶闸管的“硬驱动”技术之优点，分析了“硬驱动”技术作用下GTO晶闸管的工作特点，剖析了“硬驱动”条件下GTO的关断波形，给出了“硬驱动”门极电路的典型结构。     

门极可关断晶闸管再导通机理分析及验证

分析了门极可关断晶闸管（ＧＴＯ）在关断过程中出现再导通现象的机理。通过试验证明了再导通现象的存在，同时验证了在高温下，再导通ＧＴＯ的阻断电压远低于规定结温下的阻断电压。     

集成门极换流晶闸管在电力系统中的应用

阐述了集成门极换流晶闸管（IGCT）的结构特点、基本工作原理,IGCT综合了可关断晶闸管（GTO）和绝缘栅换流晶闸管（IGBT）的优点,它具有成本低、高可靠性、高效率、开关频率高和易于串联等特点。详细讨论了集成门极换流晶闸管（IGCT）在电力系统中的具体应用,由于其优越的性能在中压大功率逆变器领域中正逐渐得到广泛重视,具有广泛的应用前景。     

采用GTO的新型静止无功发生器

大功率门极可关断晶闸管（ＧＴＯ）的出现使得新型静止无功发生器（ＡＳＶＧ）进入实用阶段，在这种情形下，河南电力局与清华大学决定联合研制２０ＭｖａｒＧＴＯ新型无功发生器，为进行机理研究，一台３００ｋｖａｒ的中间试验样机已于１９９５年７月并网运行，文中分析了由１８脉冲电压型ＧＴＯ逆变器构成的该新型无功发生器的原理及主要结构，并给出了试验结果。     

±20MVar静止无功发生器（ASVG）的研制

介绍国内第一台用于工业运行的基本大功率门极可关断晶闸管（ＧＴＯ）电压源逆变器的先进静止无功发生器（ＡＳＶＧ）。该装置由清华大学和河南省电力工业局联合研制,于１９９９年３月并网运行。     

从GTO门极关断波形分析其关断能力

给出了多个ＧＴＯ元件关断时的电源，电压波形，并对其门极电源，电压波形进行了分析和比较。根据门极关断波形对ＧＴＯ关断性能的优劣进行了评估。     

IEGT——适用于STATCOM的新型大功率开关器件

IEGT（Injection Enhanced Gate Transistor),即电子注入增强门极晶体管,是东芝公司于1993年开发出的新一代电力电子器件。它具有通态压降低、门极驱动简单、开关损耗小、串联运行容易等诸多优点,可以确信,它将会替代IGBT和GTO,并广泛应用于大功率电力电子设备,特别是FACTS设备。就其基本结构、工作原理和应用范围作了简要的介绍。     

4000A/4500V系列IGCT器件驱动电路

IGCT是一种新型大功率电力电子器件,其开关控制必须依靠集成门极驱动电路实现。文章首先对IGCT的驱动技术进行了研究,阐述了IGCT开关控制所涉及的硬驱动和门极换流等关键问题。在此基础上,文章完成了4000A/4500V不对称型IGCT器件集成门极驱动电路开发,并通过实验对IGCT驱动技术以及电路设计方案进行了检验,相关技术能够满足4000A/4500V系列IGCT器件驱动的要求。     

炉卷轧机主传动新型大功率IEGT逆变器

介绍了安钢炉卷轧机主传动驱动系统,主传动电机为同步电机.驱动系统选用新型大功率IEGT元件组成三电平整流器和逆变器,采用固定5脉冲分配PWM方式控制技术有效地消除了高次谐波;系统分别设置了有功电流控制器和无功电流控制器,从而实现了控制电机电流而保持逆变器输出电压的幅值不变;同GTO或]GBT变频器相比,IEGT变流装置具有外形尺寸小、集成度高、效率高,控制性能优良等优势.     

一种新型故障限流器在电力系统中的应用研究

提出了一种基于集成门极换流晶闸管IGCT和固态电力电子开关的故障限流器,它由电感和IGCT等组成。正常时,串在电路中,基本无能量损耗,故障时控制短路电流大小。通过PSCAD的仿真分析和现场试验,证明了其有良好的限流性能,可以作为电力系统中有效的保护设备。     

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.     

ABB中压传动系统在钢管轧制中的应用

在天津钢管公司168新型钢管厂钢管轧制中,穿孔机主传动同步电机驱动应用了ABB公司先进的ACS6000中压变频调速传动系统。该系统是以IGCT为功率元件的一种中性点钳位整流变换器。详细介绍了该厂ACS6000中压变频传动系统的组成结构、送电、停机操作和在轧钢系统的应用以及常见的故障处理方法,提供了运行曲线。经过实践,证明了该系统具有响应速度快,控制精度高,运行稳定,可靠性好等特点,并提高了生产效率。     

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。