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IGCT——GTO技术的最新进展

1 引 言60年代初期,人们根据pnpn四层三端器件的原理[1],开发出具有自关断能力的GTO器件,但受工艺技术水平的限制,直至70年代末期,才实现了GTO向大功率器件领域的跨越。进入80年代以来,GTO技术得到了极大的发展,功率容量及技术性能不断提高,目前已达到6000A/6000V的水平。GTO是一种能通过门极来控制器件导通和关断的电力半导体器件,具有导通电流密度高、耐压高及dV/dt耐量高等特性,在0.5~2MVA的变流器中得到了广泛应用。但由于它具有不均匀关断的特性,其应用电路中需要一个庞大的吸收电路来吸收关断过程中所产生的过电压并减小其关断损耗,同时其门极驱动电路较为复杂且驱动功率较大,限制了它的应用范围。90年代初期,大功率GTO发展几乎陷于停顿。人们注意到提高门极电流上升率dIG/dt对降低双极型器件存储时间的显著作用[2]后,开始对大功率GTO器件的关断特性及机理进行大量而细致的研究[3],试图借助于门极硬驱动技...  (本文共4页) 阅读全文>>

《中国电机工程学报》2000年01期
中国电机工程学报

大功率GTO等效传热模型的研究

1 引言大功率GTO通常工作在瞬态开关状态,当工作频率较高时,其开关损耗占据总损耗的大部分,且使其结温快速升高。GTO的开关损耗可通过实验或仿真的方法建立损耗表来获得,但已知损耗后如何计算器件的结温变化是进行损耗分析所面临的问题。若能建立比较准确的传热模型,就可针对具体的工况计算瞬态和平均结温,以便于GTO应用系统的优化设计。就GTO的内部结构而言,最直接的等效传热模型应为分布参数模型。但这种基于器件结构的传热模型的参数不易获得,通常采用的是集中等效的传热模型。实际当中一般通过实验测取器件的瞬态热响应(热阻抗)曲线,然后根据热响应曲线提取器件的传热模型。GTO热响应曲线的获得一般是在没有负荷电流的情况下,对器件施加恒定的热敏电流,同时采用ns级传感器测量器件的热敏电压,然后根据校正的热敏曲线确定器件的结温。本文就是以这些热响应数据为基础(由日本Mitsubishi公司提供),给出一种拟合高阶传热模型的策略和算法,并分析了模型的准...  (本文共5页) 阅读全文>>

《上海金属》1990年40期
上海金属

大容量GTO变频系统应用的回顾与展望

1前言宝钢1580热轧的大侧压、粗轧机、精轧机共12台主传动采用日本三菱电机开发的大容量GTO组成的变频系统MELVEC3000[1],该系统是为钢铁工业大型轧机开发的高性能交流调速传动装置[2]。系统采用了大容量GTO元件,主回路采用交—直—交三电平接方式,控制方式为PWM矢量控制。这是世界上首次在热轧机上应用GTO系统,尤其是在精轧机上应用,因此,特别引起中外同行的注目。1580热轧机自1996年12月12日成功轧出第一块热轧板以来,已整整两年,这两年里设备运行稳定,生产蒸蒸日上。它不仅投产两周后就进入经营生产,三个月就开始出口产品,七个月就完成功能考核,十个月就实现月达产,并且在1998年9月就实现盈利的目标。这一系列的数据有力地说明了宝钢1580热轧建设是成功的,引进十大新技术是成功的,也宣告了世界上首次在热轧机上应用大容量GTO元件组成的日本三菱电机MELVEC3000的变频系统是成功的笔者作为1580热轧项目负责...  (本文共8页) 阅读全文>>

《电力牵引快报》1994年12期
电力牵引快报

低损耗吸收电路的大容量GTO逆变器

1 引言 大功率门极可关断晶闸管(GTO)近期得到了发展[1][2],在大容量装备中,采用G’1"O的逆变器代替传统晶闸管逆变器的可能性得到了增加[2]~(63。 然而,有一些问题尚需解决,即增加逆变器容量和提高能量变换效率等,并联接线和GTO串联可有效增加逆变器的容量。 大功率GTO的开关频率限制在大约几百赫兹,因此,难以减少电机电流和交流电源的谐波成分。由于交流电机和交流电源中的等效开关频率是每一单元逆变器的两倍,因此,采用并联接线能有效地减少这些谐波成份。大容量逆变器的第二项技术是增加输出电压的GTO串联技术。有了这两项技术,才能使大容量逆变器得以实现。换而言之,随着逆变器容量的增加,GTO吸收损耗变得严重,设备变换效率下降,吸收损耗相对于其它损耗增加。因此,几种能量吸收方法被提出[7]~C93。然而,至今还没有适合于G rO串联的低损耗吸收方法。 本文推荐几种适合用于大容量变频器的损耗低且结构简单的吸收电路,其特性通过数...  (本文共6页) 阅读全文>>

《浙江大学学报(自然科学版)》1989年06期
浙江大学学报(自然科学版)

大容量门极可关断晶闸管GTO关断测试仪的研制

O 引 言 大容量门极可关断晶闸管(GTO)在晶闸管这个大家族中已独占鳌头,它是目前控制容量最大的自关断元件。由于GTO是利用门极负脉冲电流来关断的,故与普通晶闸管相比有着许多优点:省去了普通晶闸管换流时所必需的强迫换流电路,电路元件少、结构简单、体积小、露量轻、效率高,易于高频下工作,实现PWM脉宽调制、改善输出波形。GTO已应用于交流调速、uPS、中频电源和电镀电源等领域,获得了显著经济效益。世界各国对GTO技术十分关心,3000A一4500V GTO【。】已研制成功。我国对GTO研制起步较晚,然而50A/1.0kV巳生产多年,500A/1.4kV GTO【。】由我校电力电子器件及太阳电池研究室研制成功、现国家已重点投资研制和生~XGTO。要适应GTO发展,必须要有先进而可靠测试手段来测试GTO的静态和动态参数,然后不断改进工艺提高元件的性能,只有这样、才能保证GTO研制生产和应用得以顺利进行。对于GTO这一新型电力电子器件...  (本文共5页) 阅读全文>>

《电子技术》1989年10期
电子技术

大电流GTO闸流管

日立公司宣称,它最近研制出的GTO闸流管能中断4000A的电流或4500V电压。 此闸流管由几个小的GTO组成,按同心圆平行排列,其电极互连,能同时作用于控制信号。利用嵌在电极里的线圈可测每一圈的...  (本文共1页) 阅读全文>>