孙传杰，张中磊，李 楠，徐 莉，张旭东

(天津电气科学研究院有限公司 天津 300180)

中压大功率设备在冶金、石油、矿产和新能源等领域广泛应用，在工业发展的过程中起到非常关键的作用[1]。最初，最主要的开关器件为绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)，此后随着功率元器件技术的发展，在中高压领域，集成门极换流晶闸管(Integrated Gate-Commutated Thyristor，IGCT)逐渐得到广泛应用。相对于IGBT而言，IGCT集IGBT的高速开关特性和可关断晶闸管(Gate Turn-off Thyristor，GTO)的高阻断电压特性以及低导通损耗特性于一体，从而使IGCT具有通态电流大、低导通损耗、阻断电压高、开关频率高、结构紧凑等特点[2]。

IGCT中压变频器市场主要被国外大品牌占据，近年来，国内开始研发IGCT器件和相关的中压变频装置，中车已经研发出IGCT器件和相关的中压变频装置，国内若干公司也完成了基于IGCT的中压变频器的开发和现场应用。

姜一达等[3]就中点钳位(Neutral Point Clamped，NPC)三电平中压大功率变频器设计进行了拓扑和基本控制方法的阐述；段志刚等[4]给出了中压变流器的功率实验方法，用于证明其功率回路和吸收回路的正确性，但对其吸收回路的工作原理并未进行说明分析；杨培[5]对ABB、西门子、TEMIC以及ALSTON等公司的多电平产品所设计的主回路拓扑进行了对比，以及实际应用案例分析；谢路耀等[6]对吸收钳位电路的参数设计进行了分析。

有源整流电源(Active Front End，AFE)系统相比其他形式的整流系统来说，对电网更加友好，其谐波小，可以配置更小的滤波器，节省硬件成本和安装空间[7]。IGCT中压AFE电源为变频器提供稳定的直流电压，并在需要的时候进行能量回馈，达到节能的效果。……