半导体变流器

一款使用半导体阀器件的一种电力电子变流器

半导体变流器是一款使用半导体阀器件的一种电力电子变流器。

简介

注：①类似术语也适用于由具体类型的半导体或其他电子阀件组成的变流器或具体类型的变流器。例如晶闸管变流器，汞弧整流器，晶体管逆变器。

②类似术语也适用于电子开关，交流功率控制器，例如晶闸管电子开关，晶体管交流功率控制器。

应用范围

变流技术发展到今天，其应用范围大致分为5个方面。

（1）整流：实现AC/DC变换；

（2）逆变：实现DC/AC变换；

（3）变频：实现AC/AC(AC/DC/AC)变换；

（4）斩波：实现DC/DC(AC/DC/DC)变换；

（5）静止式固态断路器：实现无触点的开关、断路器的功能，控制电能的通断。

发展阶段

（1）第一阶段

第一阶段是基于电子管、离子管（闸流管、汞弧整流器、高压汞弧阀）的发展与应用，当时把这一学科称作工业电子学（IndustrialElectronics）。这一阶段的研究工作，主要是集中在整流、逆变和变频技术的开发上。变流技术的应用领域主要是直流传动，直流牵引，电化、电冶、中频、高频淬火、加热，高压直流输电等。由于直流传动，直流牵引，电化电冶在变流技术应用中占有压倒的优势，因此，那时将直流传动、牵引、电化称作变流行业的三大支柱。其实从变流技术的分类来看，它属于整流变换，是变流技术的一小部分。

（2）第二阶段

第二阶段是基于硅整流管、晶闸管的发展与应用，主要是晶闸管。在我国始于20世纪60年代初，电力电子学（PowerElectronics）问世，并取代了工业电子学。由于变流技术的基本理论——整流、逆变、变频技术的研究，可以说在第一阶段已经完成，这已不是第二阶段的研究主题。这一阶段主要是针对硅整流管、晶闸管取代电子管、离子管以后出现的新问题，（如硅整流管、晶闸管的阻断电压不高，通态电流不大，耐受过电压、过电流冲击能力不强，应用中稍有异常状况出现，便会造成器件永久性损坏）开展的应用研究，诸如：触发电路的研究、器件并联均流措施的研究、器件串联均压措施的研究、器件换相过程中防止开通过电流、关断过电压的缓冲（阻尼）电路的研究、变流装置过电压保护、过电流保护、过热保护的研究，以及器件的热容量与变流系统故障时系统短路电流及快速熔断器短路容量的保护配合研究等。随着器件制造水平的不断提高，变流装置保护措施的不断完善，使得硅整流管、晶闸管在变流装置中的应用技术日趋成熟。

（3）第三阶段

第三阶段是基于全控型电力半导体器件的发展与应用，是半导体电力变流器向高频化发展的阶段，也是变流装置的控制方式由移相控制（PhaseshiftControl）向时间比率控制(TimeRatioControl—TRC）发展的阶段。时下将采用上述二种控制方式的变流装置（电源）简单地称作相控电源和开关电源的说法是不确切的，这是因为在半导体电力变流器中，承担功率变换的电力电子器件就是作为无触点开关来应用的，无论是相控电源还是时间比率控制电源都是工作在开关状态，因此，称为移相控制电源和时间比率控制电源的比较确切。

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