基于IGCT器件的变流器功率试验方法研究

姜一达，王自满，杨敬然，蔡保海，平兆娜

(天津电气科学研究院有限公司 天津300180)

随着电力电子技术的发展，一些大功率电力电子器件，比如GTO、IGCT、HV-IGBT相继出现。它们应用于冶金、矿井提升、造纸、石油开采、船舶推进等多种工业场合，带动了中压大功率变频及其相关行业的发展。研制高性能的大功率变频器对于节能降耗、全面提升工业水平具有重要意义[1]。但是，中高压大容量变频器的研制对功率器件的性能和电路拓扑结构都有很高的要求。IGCT功率器件作为ABB的专利产品[2]，具有GTO和IGBT的优点，以及开关速度快、通态电流大和高耐压特性，非常适合中压大功率变频应用。多电平技术也是中高压变频器的一个重要发展方向，该结构降低了功率器件的耐压要求，具有输出电压电能质量好(波形接近正弦，谐波小)、开关损耗低和电压变化率du/dt小等特点。国外知名电气公司大多推出了各自的三电平变频器产品，例如ABB的ACS6000系列以及西门子的SM150系列，均具有较高的性能指标。

我国在中高压大功率变频器方面的研究相对落后，过去主要以直流传动装置和交-交变频传动系统为主。近些年来，国内交-直-交大容量变频器有了突破性进展，深圳禾望HD8000、汇川HD33、株洲所TGCS6000以及天传所TMV1系列中压变频器均成功应用在工业现场。

然而，变频器产品的开发过程难度大，除了设计方案以外，还需要进行完整的试验验证，主要包括型式试验、验收试验和现场调试等。功率试验作为一项重要的型式试验，其温升指标反映了变频器的工艺结构、电气设计水平以及故障隐患等问题。……