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2006国际电力电子技术及应用年会暨第六届电力电子论坛纪要

周亚宁   刘鹿生

 

“2006国际电力电子技术及应用年会暨第六届电力电子论坛”由北京电力电子学会、中国电器工业协会电力电子分会、清华大学电力电子工程技术研究中心联合主办,于2006年11月3-5日在北京清华大学举行,与会代表230人。

本次会议得到ABB公司的大力支持。由北京华瑞赛晶电子科技有限公司承办。

本次会议的主题:高压半导体开关器件及仿真软件应用。

会议开幕式时,主席台上就座的领导和贵宾有:北京电力电子学会 葛钢理事长,清华大学电机系 梁曦东主任,国家信息产业电子信息产品管理司  关白玉处长,中国电工技术学会名誉理事长 周鹤良先生,中国电工技术学会:周思刚副理事长和ABB公司Bernhard Eschermann总裁。

葛钢理事长首先致欢迎词,他说:首先我代表会议主办方对参加我们这次会议的国家信息产业部、中国电工技术学会、中国电器工业协会、清华大学的各位领导在百忙之中光临我们这次会议并指导工作表示热烈的欢迎和衷心地感谢!对专程赶来参加这次会议的ABB半导体公司、AVX等公司的各位国外专家表示热烈的欢迎和衷心的感谢!对参加这次会议的所有国内的专家和代表表示热烈的欢迎和衷心的感谢!

电力电子器件正进入以新型器件为主的新时代,作为电力电子技术发展的决定性因素,电力电子器件的发展及关键技术突破,必然会促进电力电子技术的迅速发展,进而促进以电力电子技术为基础的传统工业和高新技术产业的迅速发展。IGBT、IGCT等为代表的新型电力半导体器件在我国电气传动、通讯电源、变频调速、机车牵引、电力输送等设备中的应用日益广泛,对高效节能和自动化技术的发展起了很大的推动作用。

本次会议的主题是安排国内外从事电力电子器件制造和应用的专家进行精彩的报告,主要内容包括:IGBT、IGCT 等新型器件及相关产品介绍、工作特点和失效机理分析;正确使用上述新器件的相关技术事项;国内外应用这些新器件的运行经验和失效分析;提高电力电子装置运行可靠性方面的体会等非常精彩的内容。本次会议还将从器件、控制系统和装置几个方面探讨新型电力半导体器件在节能、通信、自动化等电源变换及运动控制应用中提高稳定性和可靠性的原理和措施。会议将安排专项讨论,提供国内外专家和会议代表广泛接触、充分交流的机会。

关白玉处长致词,她说:国民经济的高速发展,使得电力供需的形势依然严峻,节能降耗是国家在经济建设发展中的重要举措。积极采用电力电子技术及装置、系统是电力节能工作中的重要、有效的措施,在市场需求的推动下,作为电力电子技术的核心,电力电子器件近年来发展迅速,保持20%的发展速度,成为产业中的亮点,并将在建设资源节约型社会的过程中充分发挥出重要、积极的作用,也是本次会议中的重要议题。

为落实《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》,目前我部已经编制完成“十一五”信息产业规划和发展战略;完成《新型电子元器件产业“十一五”专项规划》(包括电力电子器件产业的内容)。

建设资源节约型社会,坚持可持续发展原则,是关系全人类发展所面对的重大课题。在这个方面,电力电子技术和电力电子器件应该有它的位置、有它的贡献,同时也是各级政府和业界同仁的共同的责任。在当前全世界面临能源紧缺的形势下,电力电子器件作为半导体器件的重要组成部分在绿色节能环保的电力领域具有旺盛的生命力,将会在节约能源方面发挥巨大的作用。我部将与有关部委、地方各级政府紧密合作,重点支撑电力电子器件、半导体照明和太阳能电池等产业的发展,进一步完善产业链,促进各环节协调发展,提升总体水平。

主席台上就座的其他领导和贵宾都先后致词,预祝大会成功!

大会开幕式和学术报告,分别由上海大学陈伯时教授,清华大学蔡宣三教授和北京电力电子学会周亚宁秘书长主持。

开幕式后,进行学术报告。报告人及其题目与内容提要如下:

ABB半导体公司 市场部经理  Eric Carroll先生:ABB半导体器件及应用指南 :

阐述了电力电子发展的一个重要趋向:大功率自换向变换器的需求迅速增加。原因是:1)。对电力电子技术的期望增高,例如,能源成本增高,能耗增大,复杂的工业加工企求简化,环保和新型大功率半导体器件的可用性。2)。行业的技术改造、创新和节能的迫近要求,例如钢铁、电解、泵与风机的节能,风能与可再生能源的变换,能耗监控和火车、磁悬浮车辆与船舶的传动等。 

介绍了基本逆变器拓扑、IGCT、IGBT和快速二极管技术和特性。列举了几种应用实例,诸如HVDC阀,HVDC IGBT光阀,效率高达99。2%的30MW IGCT变换器和22。8KV固体断路器等。

AVX公司  崔爱国 应用工程师: 替代电解电容的膜电容技术:

从1980年开始, 使用金属化膜以及膜上金属分割技术的DC滤波电容的体积和重量减小了3到4倍。现在,用干式设计,使膜电容能够比电解电容更加经济地覆盖600VDC到1200VDC之间的电压范围。根据应用, 在电压超过1200VDC时, 填注菜籽油的电容被推荐使用。膜电容具有的许多优势,使膜电容替代电解电容成为了工业和机车功率变换市场的趋势。

PLES公司 销售总监  Orhan Toker先生:PLECS电力电子仿真软件及应用:

PLECS是系统级电力电子电路仿真软件,其作用是:1)。分析新电路的可行性和改良已有电路的特性,2)。研究不同参数所带来的影响,优化电路的设计和控制,从而缩短整个设计的进程,大大降低成本,3)。仿真结果给出:电压和电流波形、动态和静态系统的性能、功率损耗和元器件额定值。

PLECS软件的特点是:将最基本的开关元器件理想化,仿真速度快,能掌控热能损耗,数据库元件多和非常容易使用。 列举了用线性转换、理想元器件和制造商特定产品等三种不同模型的系统和电路仿真结果。

中国电工技术学会名誉理事长 周鹤良:我国风电产业发展前景:

风能是一种干净的可再生能源,我国风能资源十分丰富,截至2005年底,全国已经建成62个风电场,安装风电机组1864台,装机容量已达1264MW(126万kW)。规划目标:2010年全国风电装机容量累计500万kW;2015年,累计达到1000~1500万kW;2020年全国风电装机容量累计3000万kW,占全国电力装机容量的2.5%。

浙江大学 钱照明教授:大功率器件应用中的若干可靠性问题:

阐述了电力电子器件和电力电子装置(系统)的可靠性与器件、元件所受的各        种应力密切相关;提高它们的可靠性的关键是力求减它们的机械应力、电应力和热应力;电应力和热应力均与瞬态脉冲能量相关;在大功率电力电子装置中,采用合理设计的一体化的层叠母线排,千方百计地减小开关回路的寄生电感是减小瞬态脉冲能量的关键!

天津电气传动设计研究所    马小亮教授:大功率IGCT变换器的几个问题:

讨论大功率IGCT变换器的几个问题:三电平变换电路中的箝位电阻的作用;IGCT逆变器的过流保护和短路保护;IGCT变换器的输出容量与开关频率和输出频率的关系;在有源整流器中采用SHEPWM方法生成PWM信号;如何用4.5KV器件构造6.9KV逆变器。

清华大学 赵争鸣教授:大容量变换器中的杂散参数对开关器件的影响:

分析了变换器连线的杂散参数对器件影响的意义: 预测分布参数对开关器件特性和对逆变器运行性能的影响,为系统的控制和结构设计提供重要的理论根据和实施指导。阐述了大容量变换器中的杂散电感,使在同一桥臂和不同桥臂中开关器件所经历的 杂散参数不 相同。列举了变换器单个IGCT换流回路的不同杂散电感和杂散电感对IGCT关断电压仿真、试验波形与功率二极管的影响。为了使IGCT总能工作在安全工作区SOA内,主要做好两方面工作:i) 选择好IGCT参数和其他外围元器件的参数,特别是 吸收电路参数及其器件寄生参数;ii)优化设计制作连线和接头,减小杂散参数值,进行准确的估算,做出合适的保护措施。

北京交通大学  郑琼林教授:IGBT和GCT的驱动及其对器件特性的影响  :

阐述和分析了以下七个问题:  1.为什么要选择这个题目? 2.为什么要讲IGBT的驱动? 3.避免IGBT烧损的三种基本情况;4.短路保护驱动电路与试验;5.IGBT的驱动对器件特性的影响;6.GCT及其集成驱动电路和7.GCT驱动电路的研制。

清华大学  刘文华教授:新型动态无功发生器—链式STATCOM/DSTATCOM:

 

金自天正公司    卞松江高级工程师/博士:大功率IGCT变流器的研制 :  

介绍了应用于大功率冷轧机主传动系统的大功率IGCT变流器的研制。概述了其控制系统、系统实验和主电路结构。同时,还介绍了柜体结构和控制算法所形成的专利。

北京工业大学电子信息与工程学院  亢宝位教授:IGBT发展概述:

概述了IGBT自发明以来主要的结构改进和相应的性能改进。包括芯片集电结附近(下层)结构改进(透明集电区)、耐压层附近(中层)结构改进(NPT、FS/SPT等)和近表面层(上层)结构改进(沟槽栅结构、注入增强结构等)、,以及由它们组合成的NPT-IGBT、Trench IGBT、FS-IGBT、Trench FS-IGBT、SPT、SPT+、IEGT、HiGT、CSTBT等.

总装备部军用电子元器件DPA实验室(北航)  郑鹏洲教授:电子元器件防静电:

静电对电子元器件造成的损伤屡有发现,部分静电损伤的潜在性对电子产品可靠性造成很大危害。从电子产品生产和使用的实践经验出发,在简述原理基础上,阐述防静电具体措施,以求得在工程上取得防静电工作的较佳费效比。

“电力电子“编辑部主编  刘鹿生教授级高工:IGBT及其子器件的几种失效模式:

通过案例和实验,概述了四种IGBT及其子器件的失效模式:MOS栅击穿、IGBT-MOS阈值电压漂移、IGBT有限次连续短路脉冲冲击的积累损伤和静电防护用高压npn 管的硅熔融。

北京微电子技术研究所   贾淑文研究员:电力电子集成电路的静电放电(ESD)保护: 

描述了ESD的基本概念,介绍了电力电子集成电路的ESD保护方法和技术。最后,指出了在版图设计中应注意的一些问题。

 

11月5日上午,学术报告结束后,由陈伯时教授,浙江大学钱照明教授和天津大学马小亮教授主持学术交流。会上发言踊跃,气氛热烈,代表们尤其关心IGBT器件的国产化和应用问题。

最后,主办方领导李崇坚总工程师,赵争鸣教授和肖向峰秘书长共同向与会代表致谢。

 

 

 

 

 
 


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