本论文主要内容是研制EAST超导托卡马克装置重要设备之一的大功率晶闸管开关网络。该开关网络用于实现等离子体的激发与超导磁体大电流的实时控制，在EAST装置中的安全可靠运行是研制中关键。论文内容包括开关网络主要参数分析、开关结构与单元的优化设计、脉冲高电压与大电流测试、功率电子元件特性测试与建模、开关网络特性实验与分析、开关改进及应用展望等。　　 论文首先对大功率电力电子开关相关技术领域的发展进行回顾与展望，介绍了EAST超导托卡马克装置、极向场电源系统、以及该电源系统工作过程及晶闸管开关网络的工作特点。分析了托卡马克装置中开关结构模式、开关网络参数、电路内外瞬态冲击等因素对开关网络可靠性的影响，为晶闸管开关网络的设计及其它类似产品的研制提供了坚实的理论依据。　　 本论文的创新性在于晶闸管开关的结构设计。针对极向场电源系统对开关的特殊要求--开关中晶闸管元件在低电压反向恢复条件下的快速可靠关断，开关采用的对称圆盘穿心结构形式，确保了并联晶闸管元件在开通与分断过程中的一致性。在实验确定KP2500A/5200V晶闸管元件在低电压反向恢复条件下的临界关断时间的基础上，根据元件临界关断条件确定的电容、电感参数，并综合电路分布参数影响最终完成结构设计，既确保了开关的可靠性、经济性，又保证了开关紧凑、美观。该种开关所具有的良好的同步分断特性，决定了其并联方式来“无限扩容”的特性，可应用于更大容量的超导装置中。　　 为满足晶闸管开关分断过程研究的需要，在对晶闸管元件KP2500A/5200V反向恢复特性大量测试的基础上，论文给出基于PSPICE的晶闸管宏模型。该模型充分利用了PSPICE软件平台的优点，模型直观且各环节的变化过程易追溯、参数可修正、仿真结果易检验。模型经过电容器放电实验修正，再用于15kA晶闸管开关系统分断过程检验，仿真结果与实测情况基本一致，显示了该模型在实际工程应用中的重要参考作用。　　 该类大功率晶闸管开关网络的可靠性、同步性已得到充分验证。开关在模拟实验条件下(L=120μH、C=8.4mF参数，2mH负载)，连续进行了15kA数百次分断实验，动、静态均流情况良好。运行于EAST装置上的12套该类开关网络已连续完成了10kA左右电流的同步分断数千次，满足了EAST装置的系统实验的要求。开关网络的成功研制不仅确保了EAST装置的顺利运行，同时推动了我国大电流分断技术方面的长足进步。目前，该类晶闸管开关网络已经顺利通过了发明专利的初审，已进入实质审查阶段。　　 最后，在晶闸管开关、机械直流快速开关大量分断实验的基础上，论文结合限流技术、复合开关技术等研究成果，提出了一种新的直流快速复合开关构想，并通过仿真对其可行性进行了论述。该开关开断迅速，使用寿命长，维护方便，可在较小容量电容器情况下实现大电流的安全分断。该类复合开关是现有的机械式直流快速开关的理想的替代产品，在实时性、安全性要求较高、动作频繁的直流大电流系统中有着很好的应用前景。