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新しい軟質ストレート技術とその断熱材への応用

EMテクノロジーは1966年以来、絶縁材料の研究開発に取り組んできました。56年にわたる業界での実績により、大規模な科学研究システムが構築され、30種類以上の新しい絶縁材料が開発され、電力、機械、石油、化学、電子機器、自動車、建設、新エネルギーなどの産業に貢献しています。中でも、その応用分野は成形機における断熱材の活用も、当社が注力している重要な方向性の1つです。

次世代直流送電技術であるフレキシブル直流送電は、構造的には高圧直流送電（HVDC）と類似しており、変換所と直流送電線で構成されています。位相制御整流技術に基づく電流源コンバータ型HVDC送電とは異なり、フレキシブル直流送電では電圧源コンバータ（VSC）が用いられ、スイッチング素子（通常はIGBT）と高周波変調技術が特徴となっています。近年、フレキシブル直流送電は高電圧・高容量化に向けて発展を遂げています。

IGBTの適用状況：IGBTは絶縁ゲートバイポーラ管で構成され、オン/オフが可能で、損失が少なく制御が容易という利点があり、ソフトダイレクト伝送のCPUとみなすことができます。現在、プロジェクトに適用されているIGBTはすべて輸入製品で、主にABBとシーメンス製品です。一方、高電圧・大容量の国産IGBTには成熟した製品がありません。現状では、国産化の進展は遅く、輸入依存度が高く、リスクは比較的大きいと言えます。同時に、IGBTのコストはバルブコストの約30%を占めています。

新型IGCTの実現可能性：中国におけるIGBTの実現可能性が低いことを考慮し、IGBTをIGCTに置き換えることを試みました。従来のIGCTは、スイッチング周波数、駆動電力などの性能がIGBTに劣りますが、容量、オン状態損失、スイッチング損失、コスト（同じ容量の製品の価格はIGBTの約1/2）において一定の利点があります。しかし、従来のIGCTを超高圧フレキシブル電力伝送に適用すると、IGCTがオンになるとダイオードに大きな逆回復電流が発生し、システムに大きな影響を与えます。そのため、ダイオードを保護するために、従来のIGCTモジュールに追加の吸収回路を追加してシステムへの影響を軽減する新型ICCTを検討しました。

IGCTの新用途：吸収回路を追加することで、当社の新しいIGCT設計はよりコンパクトになり、耐衝撃性と信頼性が向上したため、絶縁信頼性と機械的強度に優れた絶縁材料を製造できます。XD Power System Co., Ltd.は、雲南マイトライプロジェクト向けIGCT吸収回路の絶縁材料を事前研究しています。設計がXD Power Systemの方式に基づくと、IGCTモジュールの数はIGBTと比較して約3%削減され、絶縁材料の総量はIGBTの2～3倍になります。

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