編者按：變頻技術的發展讓電力牽引系統在很大程度上有了變化。目前世界上德、日等發達國家研制的地鐵和輕軌車輛幾乎全部采用交流變頻調速牽引技術。 隨著變頻技術的發展，使電力牽引系統有了很大的變化，其牽引與調速系統由最初的變阻調速發展到斬波器調速，進而發展到應用交流三相異步牽引電動機采用調壓變頻調速（VVVF）的牽引技術。目前世界上德、日等發達國家研制的地鐵和輕軌車輛幾乎全部采用交流變頻調速牽引技術。 例如，根據有關資料報導的德國采用BR120型交流變頻牽引電力機車試驗的結果表明，這種性能的機車比直流牽引車輛具有以下顯著的優點： 1）在相同粘重時牽引力提高30%； 2）功率因數高（cos漬可達到1），電網利用率提高30%； 3）由于它采用電力電子器件取代了有觸點元件，維修費可降低50%； 4）無故障運行超過40萬km； 5）節能顯著，采用GTO變頻器的交流電牽引裝置比相同容量使用斬波調速的直流牽引裝置效率可提高6%～7%。 據有關資料報導，一輛5600kW的機車每小時可節電392kW，若按年運行3000h計算，則每年節電可達117.6萬kW。 國際上在交流牽引處于領先水平的日本和德國，基本都是采用PWM（交-直-交）型GTO-VVVF逆變器（簡稱GTO變頻器）和異步牽引電動機配套組成變頻牽引系統。 日本在1990年后生產的GTO變頻器容量就達到了4500V/3000A。日本于1991年11月統計公布的所有日本交流變頻調速車的主要參數基本上都是采用由日立、東芝、三菱電機、富士電機和東洋公司制造的GTO變頻器。東洋公司從1986年到1990年底止，就已為23種車型提供了GTO變頻器。 近年來，德、日等國家新研制的地鐵和輕軌列車，幾乎全部采用交流變頻牽引技術；而用于交流牽引系統的新型三點式逆變器，在德國和日本則已有應用。1993年德國就已經有成千臺用此方案構成的IGBT三點式逆變器用于輕軌電車上。IGBT器件與可關斷器件GTO相比有較多優點。IGBT為電壓驅動，其開關頻率高，抗干擾和貫穿短路保護能力強，損耗小，性能好及工作可靠，雖然IGBT耐壓不如GTO高，但采用新型的三點式電壓型逆變器，則可用耐電壓等級低一半的器件，而且還有效地減少了諧波電流，抑制了電磁噪聲。因此，目前高壓大電流的GTO和IGBT模塊構成的變壓變頻裝置和微機技術在機車車輛上的應用已取得了很大的進展。 4變頻技術在我國城市交通車輛上的應用根據有關資料報導，廣州本田公司已用200臺變頻電車取代了152臺電阻式控制的舊電車和48臺斬波控制電車。在實際的營運路線上，分別對各種電車進行了耗電測定。 測量結果表明，新型車耗電量為電阻式控制車的72.6%。根據他們對200臺新型變頻車與200臺舊車一年的耗電量比較計算，新型車的耗電約減少24%。由此可見采用變頻技術的車輛節電效果十分明顯。因此，我國電子工業部在電子工業早在“九五”規劃中就將以變頻牽引裝置為代表的節能技術列為發展的重點。 我國于1996年研制成功了AC4000型交流牽引電力機車。目前DC750V系統下的地鐵車輛每臺牽引電機功率為90～160kW，因此采用600～1000A/1200VIBGT構成的三點式逆變器牽引系統，已能達到所需的容量。我國原來規劃的廣州地鐵和上海地鐵準備用直流斬波調速車，后考慮到與國際先進水平、節約能源及經濟合理性等因素，最終確定了選擇三相交流異步牽引機變頻調速的傳動方案。