Utveckling och innovation av elektronisk kraftteknik

Sedan tillkomsten av den första tyristorn på 1950-talet har kraftelektronik-tekniken börjat komma in på scenen för modern elektrisk drivteknik. Den kiselstyrda likriktaranordningen som utvecklats på grundval av detta är en revolution inom området elektrisk drivning och omvandlar elektrisk energi. Och kontrollen har kommit in i tiden med omvandlare som består av kraftelektroniska enheter från roterande omvandlare och statiska jonomvandlare, vilket markerade födelsen av kraftelektronik. På 1970-talet började tyristorerna bilda en serie produkter från lågspänning och liten ström till högspänning och stor ström. De halvkontrollerade enheterna som vanliga tyristorer inte kan stänga av sig själv kallas för första generationen kraftelektroniska enheter. Med den ständiga förbättringen av teoretisk forsknings- och tillverkningsteknologi för kraftelektronisk teknik har kraftelektroniska enheter utvecklats kraftigt när det gäller lätthet och typ, vilket är ytterligare ett steg i kraftelektronik. GTR.GTO, power MOSFET, etc. har utvecklats successivt. Stäng av de helt kontrollerade andra generationens elektroniska enheter. Tredje generationens elektroniska kraftanordningar som representeras av isolerade bipolära transistorer (IGBT) har börjat utvecklas i riktning mot enkel, hög frekvens, snabb respons och låg förlust. På 1990-talet utvecklas kraftelektroniska enheter i riktning mot integration, standardmodularisering, intelligens och kraftintegration. Baserat på detta har en teoretisk forskning, enhetsutveckling och applikationspenetrering av kraftelektronisk teknik bildats. Shanghai kraftelektronik är det mest konkurrenskraftiga högteknologiska området.  Likriktarröret är den enklaste och mest använda enheten bland kraftelektroniska enheter. För närvarande har tre serier av produkter av vanlig typ, snabb återhämtningstyp och Schottky-typ bildats. Effektlikriktare spelar en mycket viktig roll för att förbättra prestandan hos olika kraftelektroniska kretsar, minska kretsförluster och förbättra strömeffektiviteten. Sedan 1958, när General Electric Company i USA utvecklade den första industriella gemensamma tyristorn, lade dess strukturförbättring och processreform grunden för utveckling och forskning av nya enheter. Under de följande tio åren utvecklades och utvecklades tvåvägs, inverteraren och den inversa tyristorn. Ledande och asymmetriska tyristorer, hittills har produkterna i tyristorserien fortfarande en bredare marknad. 1964 1964 har den första framgångsrika testproduktionen av 0.5kV / 0.01kA avstängnings-GTO i USA hittills uppnåtts och den nuvarande avstängnings-GTO har nått 9kV / 0.25kA / 0.8kHz, och för närvarande har den nådde 9kV / 2,5kA / Vid 0,8kHz och 6kV / 6kA / 1kHz-nivåer har GTO den största kapaciteten bland olika avstängningsenheter, men dess frekvens är den lägsta, men den har uppenbara fördelar med högeffektiv elektrisk dragkraft driver, så det är i mellanspänning, upptar en plats inom området för stora passagerarvolymer. Produkterna i GTR-serien utvecklades på 1970-talet och deras nominella värden har nått 1,8 kV / 0,8 kA / 2 kHz, 0,6 kV / 0,003 kA / 100 kHz. Den har egenskaper som flexibel och mogen kretssammansättning, låg kopplingsförlust och kort omkopplingstid. 2. Det används ofta i medelfrekventa kretsar. Som en högpresterande, tredje generationens isolerade grindbipolära transistor IGBT med stor kapacitet har den spänningsstyrning, stor ingångsimpedans, låg drivenhet, låg kopplingsförlust och driftsfrekvens. Egenskaper på hög nivå, det har breda utvecklingsmöjligheter. IGCT är en ny typ av enhet som nyligen utvecklats. Det är en enhet utvecklad på grundval av GTO. Det kallas en integrerad grind kommuterad tyristor. Det kallas också en emitter-avstängningstyristor. Dess momentana omkopplingsfrekvens kan nå 20 kHz. Bryttid är 1μs, dildt 4kA / ms, du / dt10-20kV / ms, AC-spänningsspänning 6kV, DC-spänningsspänning 3,9kV, omkopplingstid< 2ks,="" när="" ledningsspänningsfallet="" är="" 3600a,="" 2.8v,="" omkopplingsfrekvens=""> 1000Hz. Inför forskning och utveckling av kraftelektroniska enheter på 1990-talet har det gått in i en tid med högfrekvens, standardmodularisering, integration och intelligens. Från teoretisk analys och experiment är det bevisat att minskningen av volym och vikt för elektriska produkter är omvänt proportionell mot kvadratroten av strömförsörjningsfrekvensen. Med andra ord, när vi kraftigt ökar den andra standardfrekvensen på 50Hz, kan volymen och vikten av elektrisk utrustning som använder en sådan effektfrekvens minskas kraftigt, vilket gör att tillverkning av elektrisk utrustning sparar material, sparar el tydligare under drift och förbättrar kraftigt Utrustningens systemprestanda, särskilt för flygindustrin, vilket är av långtgående betydelse. Därför är den höga frekvensen av kraftelektroniska enheter den ledande inriktningen för kraftelektronisk teknikinnovation i framtiden, och standardmodulen för hårdvarustrukturen är den oundvikliga trenden för enhetsutveckling. De nuvarande avancerade modulerna inkluderar omkopplingselement och frihjulsdioder i omvänd parallell med dem. Flera enheter för intern och drivskyddskrets är standardiserade och producerade seriella produkter och kan nå en mycket hög nivå av konsistens och tillförlitlighet. För närvarande har många stora företag i världen utvecklat IPM-intelligenta kraftmoduler. Till exempel Japan' s Mitsubishi, Toshiba och USA' International Rectifier Company har redan lanserat mogna produkter. Huvuddragen i IPM: s intelligenta kraftmodul från Shindenmoto Company i Japan är: 1 Den integrerar kraftchip, detekteringskrets och drivkrets inuti, vilket gör huvudkretsens struktur enklast. 2 Dess kraftchip antar IGBT med hög omkopplingshastighet och liten drivström och har sin egen strömgivare, som effektivt kan upptäcka överström och kortslutningsström för att skydda strömchipet säkert.  3 I den interna ledningen styrs ledningslängden för strömförsörjningskretsen och drivkretsen på kortast möjliga sätt för att lösa problemen med överspänning och buller som påverkar feloperation.  4 Kommer med tillförlitliga säkerhetsskyddsåtgärder, när ett fel inträffar kan det stänga av kraftenheterna i tid och utfärda en tydlig instruktion från premiärminister Zhu Ji 1998. I framtiden måste byggandet av det nationella innovationssystemet påskyndas . Därför kan man säga med säkerhet att i början av 2000-talet I landets utveckling kommer teknisk innovation att bli det dominerande innehållet i företagens arbete och utvecklingen och inrättandet av en mekanism för teknisk innovation som är lämplig för Kina' s nationella förhållanden inom elindustrin kommer att främja den kontinuerliga uppgraderingen och utvecklingen av den nya elindustrin genom den snabba utvecklingen av kraftelektronisk teknik och sedan gå global. Även om kraftelektronikteknik har många vanliga egenskaper hos mikroelektronikteknik, såsom snabb utveckling och förändringar, är dess penetrations- och innovationsprestanda mycket framträdande, dess vitalitet är exceptionellt stark och den är i solskinnsindustrins status och den smälter samman med andra discipliner och skapar nya möjligheter för utveckling. , Och kraftelektronikteknik har sina egna unika egenskaper, såsom högspänning, stor kapacitet och stort kontrolleffektområde. Därför ligger svårigheten med teknisk innovation i behovet av att korsa barriären för högspänning och hög effekt och teknikens omfattande svårighet. , Såsom materialindustrin och tillverkningsprocessen och tillförlitligheten hos kraftelektroniska enheter är en extremt viktig teknisk indikator. Av denna anledning tränger innovationen inom kraftelektronik in i en rad olika discipliner och har en stark penetration inom olika industriella områden. Därför är den kraftelektroniska tekniken nära besläktad med landets&grundläggande industrier, och kraven för att matcha nationella utvecklingsriktlinjer och industripolitik kommer att bli starkare och starkare under 2000-talet. Kraftelektronik kallas också teknik för energiflöde, så utveckling och innovation av kraftelektronik är en viktig del av strategiprogrammet för hållbar utveckling under 2000-talet. Att påskynda omvandlingen av modern kraftelektronik i början av 2000-talet kommer säkert att bilda en högteknologisk industriell kedja vid soluppgången och främja teknisk innovation i mitt lands&industriella område.  Innovationen av kraftelektronisk teknik och tillverkningsprocessen för kraftelektroniska enheter har blivit den mest konkurrensutsatta positionen inom industriell automatiseringskontroll och mekatronik i alla länder i världen. Alla utvecklade länder har injicerat stora arbetskraft, materiella och ekonomiska resurser inom detta område för att göra När det gäller den teoretiska forskningen om kraftelektronik kan Japan, USA, Frankrike, Nederländerna, Danmark och andra västeuropeiska länder sägas gå hand i hand. I dessa länder utvecklas och förbättras kontinuerligt olika avancerade kraftelektroniska kraftmängder för att främja elkraft Elektronisk teknik går mot hög frekvens och realiserar hög effektivitet och energibesparing av elektrisk utrustning, vilket lägger en viktig teknisk grund för att realisera miniatyrisering, lätt vikt och intelligens för industriell styrutrustning, och den visar också den kontinuerliga expansionen och innovationen av kraftelektronik under 2000-talet. Breda utsikter. Jämfört med utländska utvecklade länder ligger mitt lands omfattande tekniska kapacitet för utveckling av elektroniska kraftenheter fortfarande långt efter. För att utveckla och förnya mitt lands kraftelektronik-teknologi och bilda en industriell skala är det nödvändigt att ta ledningen inom innovation inom industri-universitet med kinesiska egenskaper. Vägen är att hålla fast vid och behärska metoden för att kombinera produktion, lärande och forskning för att ta vägen för gemensam utveckling. Från att spåra utländsk avancerad teknik, gradvis inleda oberoende innovation, innovation från tvärvetenskaplig ömsesidig penetration, innovation från val av enhetsutveckling och transformation av kretsstruktur, detta är särskilt praktiskt för innovation inom kraftteknologi. Det är också nödvändigt att vägleda innovation från teknik för tillverkning av apparater för apparater och att innovera från tillämpningen av ny materialvetenskap för att främja den tekniska innovationen i tillverkningen av kraftelektronik och förbättra enhetens tillförlitlighet. Som ett resultat bildas en grundläggande ackumuleringsbaserad innovationsväg. Och det är nödvändigt att organiskt integrera teknisk innovation med produktapplikation och marknadsföring, vilket har påskyndat den självförstärkande cykeln av teknisk innovation, och har en stabil grund för att främja och driva teknologisk innovation, så att mitt land' s kraftelektroniska teknik och teknik för tillverkning av apparater kan utvecklas avsevärt och bilda en helt ny avfall-till-sol-industri, förvandla den till enorm produktivitet, främja mitt lands' s industriella område från en grov hantering till en centraliserad och främja den nationella ekonomin att utvecklas i hög hastighet, höjd och hållbarhet.