双芯IGCT浪涌电流鲁棒性研究

作为晶闸管类器件,双芯集成门极换流晶闸管(Dual IGCT)必须具备的抗浪涌电流能力研究鲜见报道。基于多单元集成的器件仿真结构模型,揭示了Dual IGCT在浪涌电流下工作时,总电流在GCT-A部分和GCT-B部分间的分配比例会随晶格温度升高而减小。在此基础上,分析了寿命控制技术对Dual IGCT浪涌鲁棒性的影响。结果表明,增大GCT-B的载流子寿命可以提高器件的浪涌鲁棒性,但同时会增大器件的功耗;而在对GCT-B进行载流子寿命控制时,引入具有较大寿命对温度依赖系数的复合中心,可以有效提高Dual IGCT浪涌电流鲁棒性,同时不影响器件的其他性能。最后,提出了一种工艺成本较低的阳极短路Dual IGCT新结构,其在浪涌电流下的晶格温升与传统的Dual IGCT相比大幅减小(约150 K),呈现出极高的抗浪涌能力。

子模块故障下C-MMC型高压直流系统的保护设计和容错控制

从子模块级、换流器级和系统级3个层次上设计了基于箝位双子模块(CDSM)的新型模块化多电平换流器(MMC)的冗余保护控制策略。提出了基于双晶闸管保护策略,其中一个晶闸管稳态长期导通来分担二极管电流以减少损耗,并分析了子模块的失效机制。设计了改进型最近电平调制和电容电压平衡策略。该方法动态调节电容电压参考值,通过引入故障因子对电容电压测量值进行修正以防止故障元件参与投切。利用3次谐波注入调制、变压器分接头档位控制和有功无功调节等手段,优化提高动态备用子模块数目和增强系统不间断功率运行能力。在PSCAD/EMTDC中搭建每桥臂105个子模块的仿真模型,仿真结果表明:引入双晶闸管保护策略后,整流侧和逆变侧二极管总损耗分别下降9.8%和5.3%;即使36个模块电容切除后,系统仍可正常运行,且换流器桥臂环流的增量不超过额定值的5%。

适用于架空线路的双极混合MMC-HVDC拓扑

为应对柔性直流输电在远距离大容量架空线输电领域应用问题,基于钳位双子模块和双晶闸管子模块拓扑构成的两种模块化多电平换流器,设计了串联双极混合直流输电系统,既提高了输电容量,又能缓解单种拓扑能耗较大或直流故障抑制时间较长问题。重点分析了双极混合拓扑在不同直流故障下等值电路和直流故障穿越机理及其抑制特性。最后,在PSCAD/EMTDC仿真环境下搭建双极混合直流输电模型,对系统稳态运行工况和直流故障穿越特性进行了对比研究。仿真结果表明,双极混合系统既体现出灵活多样的稳态运行特性,又具有直流故障穿越与快速恢复能力,较好地适用于远距离大容量架空线路输电应用领域。

双能量质子束辐照晶闸管的研究

在制造快速晶闸管的过程中电子辐照已被广泛采用 ,但是 ,电子辐照在提高开关速度的同时 ,也会引起正向导通压降的增大。采用高能质子辐照既能提高开关速度又能尽量降低正向导通压降。由于一定能量的质子在物质中的射程是一定的 ,质子辐照造成缺陷或复合中心分布在一定的狭窄区域 ,在那里 ,缺陷可以有效地增加开关速度又不显著增加导通压降。本文介绍用HI- 13串列加速器产生的质子束辐照晶闸管的工作。实验表明 ,双能量质子束的辐照效果是非常优越的。

双束质子辐照降低快速晶闸管通态压降的研究

在分析晶闸管通态压降产生的机理的基础上， 从协调开关时间与通态压降关系入手提出了采用双束质子辐照晶闸管。对ＫＫ２００Ａ 半成品晶闸管进行能量３．５ＭｅＶ 和５．０ＭｅＶ 注量为２．５×１０１１ｐ／ｃｍ ２ 的单束质子辐照晶闸管所得的晶闸管的电学参数与先用５．０ＭｅＶ 后用３．５ＭｅＶ 能量注量都为２．５×１０１１ｐ／ｃｍ ２ 的双束质子辐照的晶闸管所得的电学参数进行了对比， 发现双束质子辐照不仅能有效地缩短晶闸管的开关时间，

TCSC阻抗双解现象的机理研究

TCDC是靠调整触发角来获得需要的命令阻抗,因此命令阻抗与触发角的关系尤为重要,以往对TCSC阻抗双解研究局限于讨论电抗器品质因数的影响,该文讨论了考虑晶闸管导通特性和电抗器支路品质因数影响时TCSC的阻抗特性,文中通过相量图分析发现,即使在品质因数不变的情况下,随着晶闸管导通电流的增大,电容电压过零点与线路电流过零点之间的相位差也会逐渐减小,引起晶闸管实际导通幅度和宽度的减小;指出了造成TCSC双解现象的根本原因是晶闸管的导通受阻,其受阻程度由电抗器支路的电流和等效品质因数2个因素决定:线路电流同步方式下晶闸管导通电流的幅度和宽度均受阻;而电容电压同步下,晶闸管导通电流只有幅度受阻,因此阻抗双解现象在线路电流同步方式下更容易出现。数字仿真和动模实验结果分别验证了阻抗双解现象的存在。

双芯GCT局部少子寿命控制方法的研究

双芯GCT(Dual-GCT)是一种基于传统的非对称GCT提出的一种新型电力半导体器件,同时拥有很低的导通损耗和关断损耗。少子寿命是双芯GCT的关键参数,对其静、动态特性有重要的影响。采用ISE-TCAD软件分析了局部寿命控制对波状基区双芯GCT(CP Dual-GCT)特性的影响,结果表明,通过局部电子辐照和质子辐照实现的局部寿命控制可以改善波状基区双芯GCT的综合特性,降低其损耗。

硅直接键合(SDB)技术在新型电力电子器件应用中的新进展

综述了硅直接键合(SDB)技术在绝缘栅双极晶体管(IGBT)、静电感应晶闸管(SITH)及MOS控制可关断晶闸管(MTO)等器件中的新应用,说明了SDB技术在新型电力电子器件应用中的新方法和新思路。在此基础上,提出了用SDB技术制作集成门极换流晶闸管(IGCT)和集成门极双晶体管(IGDT)的设想,并给出了相应的工艺方案。

基于晶闸管变流器的新型双闭环控制策略

为了降低成本、改善调速系统的闭环特性,提出了在晶闸管为变流器件下的一种新型双闭环控制策略。在转速反馈闭环控制的基础上,引入有功电流环,通过频率、电压两个变量的协调控制来实现双闭环调速。分析电动机有功电流特性,根据实验数据,通过拟合得到转差与有功电流的关系。并由双变量交-交变频的特点,在充分利用电动机的过载能力的条件下,确定调速方案。通过Matlab软件仿真和ARM驱动实验,验证了交-交变频双闭环调速方案的可行性和有效性。

KDK-400-N-PC电子开关柜的应用与改进

简介了PC控制双向晶闸管交流电子开关柜在安阳钢铁集团有限公司无缝钢管厂的使用环境、技术参数及特点。针对该电子开关柜存在的问题，提出了具体的改进方案。改进后，生产节奏加快，设备故障率降低。

电容型设备绝缘在线监测信号采集方式的实践

电容型设备介质损耗在线监测,每台被试设备配一只磁性耦合传感器,采样输出信号弱,传感器本身和信号传输电缆易受电磁干扰,不同地点受干扰的程度不同,在加上每个传感器角差的差异,往往同类同相介质损相近的被试设备的测量结果差别很大。为此,提出采用被试品末屏串接保护单元通过大容量的可控硅来控制测试通道通断的带电测试方法,能把磁性耦合传感器移到测试仪器内,实现所有的被试品使用同一传感器和统一的通道测试,不仅可用绝对值法测试,还可用相对比较法测试,降低了几个干扰因素的影响。采用该方法在现场大量的测试数值表明可信、可比、稳定,能有效地判断电容型设备的绝缘状况。

考虑阻抗双解现象的可控串补模式切换控制方法

可控串联补偿(thyristor controlled series capacitor,TCSC)的模式切换对电力系统的稳定控制具有重要意义。TCSC阻抗双解现象的存在对其模式切换提出了更高的要求,单一改变触发角的方法无法实现模式切换。在考虑阻抗双解现象影响的基础上,提出了一套相应的TCSC模式切换控制方法。通过强制晶闸管支路电流与线路电流同步,实现由容性区到Bypass模式的切换;在由容性区到感性微调模式切换的过程中提出了晶闸管条件触发的方法,即当线路电流和电容电压满足同向条件时晶闸管才触发导通。同时为及时向切换控制提供线路电流同步信号,提出了一种预测电流过零的新方法。数字仿真及动模实验结果表明,提出的切换方法能使切换过程平稳迅速,且动态特性良好。

双译码自耦式交流调压稳压结构模式研究

提出了一种基于双译码设计的自耦式交流调压稳压结构模式 ,详细分析了其调控机理 。

变拓扑混合双12脉波整流器的电流预测控制

多脉波整流技术是大功率整流系统抑制谐波电流的主要手段之一,传统的24脉波整流器串联工作时存在网侧谐波电流过高的缺陷。为此,对传统24脉波整流器进行改造,通过增加若干切换开关,得到一种具有混合工作模式的变拓扑双12脉波整流器。研究了开关状态的不同组合与串联、并联和冗余工作模式的对应关系,详细分析了混合工作模式的等效电路和电流预测控制的实现机理,进一步研究了电流预测控制策略实现不同工作模式间的快速切换和输出电流的快速响应问题。最后,通过仿真分析和实验验证了电流预测控制策略的有效性,结果表明在相同负载电压下,混合模式的网侧谐波电流低于串联模式。

改进型有源电力滤波装置研究

传统有源电力滤波器输出波形中纹波含量较高,严重影响有源电力滤波器内电解电容的使用寿命。采用双重化PWM技术,在传统有源电力滤波器拓扑结构基础上进行改进,通过仿真图形的比较分析,验证了改进型有源电力滤波装置能够有效减少输出波形中的纹波含量。

双时基NE556定时器在三相电动机正反转控制电路中的应用

原有电动机控制电路在传统机床中易发生故障,需技术改造。基于单时基NE555定时器工作原理,设计了由双稳态触发电路、两个单时基NE555定时器组成的双时基NE556定时器,最终实现双稳态触发电路、双时基NE556定时器与双向晶闸管等构成的三相电动机正反转控制电路。以无触点控制方式达到了控制电动机启动、停止、正反转等功能,同时能够实现断相、过载保护。技术改造项目提高了机床安全性能。