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日本电力电子技术发展的概况 DevelopmentofPowerElectronicsinJapan 浙江大学电机系 徐德鸿 (杭州 310027 摘要:本文综述当前日本电力电子技术的发展水平.包括电力电子器件的 发展情况和动向，电力电子技术在运动控制和电力领域的应用情况， 一 前言 日本极其注重电力电子应用技术开发和研究.在交通，电力， 化工等行业的大型项目中，大胆地应用电力电子技术，取得成功. 日本对电力电子技术热心的理由主要有两个，其一:日本是一个能 源贫乏的国家，节能变得更加重要;其二:电力电子产品前景广阔， 通过样板工程扩大国际影响，在世界市场争得较大的份额.日本电 力电子技术研究的主力集中在公司及其研究所.不同于北美，日本 更重视现有技术的完善和改进. 通过提高器件的水平，保持电力电子产品性能的优势.重点投 人的器件为GTO和IGBT。预计今后几年增加对IPM 的投人。 日本的列车已实现电气化.目前正在经历从直流调速向交流调 速的改造。由于2000V级IGBT的出现以及三电平逆变器技术的成 熟，IGBT将逐渐地替代GTO。 在电力领域，大型变流装置获得应用，如静止无功补偿装置 SVG，蓄能电站发电机变速运行励磁装置. 二 电力电子器件的发展水平 日本注重电力电子器件的性能 容〔量，速度等指标)提高，以减小 装置的体积和重量，降低噪音，增加电力电子产品在国际上竞争力。 日本大公司如三菱，日立，东芝，富士等重视器件的开发，在装置中采 用 自己公司的器件，试图通过器件的优势，使各自电力电子产品趋于 领先.各种电力电子器件的水平见表 I. 器件发展的特点: i.GTO的进一步大容量化 由于6KVI6Ki、的GTO的出现，GTO变流器开始替代传统的晶 闸管循环变流器。M INTGTO变流器已应用于轧机，扬水可变速发 电机的励磁控制和无功补偿装置，简化了线路，减少谐波，提高了控制 性能. 41 表 I:电力屯子器件的水平 分 类 特 性 电压/电流 开关时间 DIODE 普 通 3KV/3.5KA 高 速 60OV/30A 50ns 3KV/IKA 数 us SCR 逆阻型 4KV/3KA 400us 逆导型 2.5KV/I沁\ { 30tis GTO 普 通 6KV/6沁、 25us 高 速 2.5KV/2KA 18us GTR 达林顿 1.2KV/1OKA Bus SIT 500V200A 3us IKV/30A 40ns IGBT 2500V/1KA lus MOSFET 50OV/240A 一 350ns IPM IGBT型 1.2KVi50A lus 2.IGBT的高压化 过去交流600V以上电机的驱动用PW,v1逆变器一般采用GTO 器件.由于2000V级IGBT的出现，以及三电平逆变器技术