IGBT晶體管牽引變頻器的發展
時間:2008-07-09 15:30:00來源:yangliu
導語:?介紹了絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)的發展,同時概述了大功率IGBT晶體管的結構、性能特點以及由大功率、高電壓IGBT晶體管構成的變頻器的結構、工作特性及在城市交通和鐵路運輸中的應用。
摘要:介紹了絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)的發展,同時概述了大功率IGBT晶體管的結構、性能特點以及由大功率、高電壓IGBT晶體管構成的變頻器的結構、工作特性及在城市交通和鐵路運輸中的應用。
關鍵詞:機車動車 交流傳動 半導體器件 控制技術 新材料 新工藝
IGBT技術取得成功的前提和因素絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)變頻技術在機車車輛牽引系統中的發展起始于1990年初,當時它被用在小功率范圍內。在歐洲,IGBT晶體管變頻器最先由Siemens公司于1992年設計制成,用在法蘭克福市的低地板電車上。
IGBT晶體管牽引變頻器的使用范圍所以能得到擴大,是因為關斷能力有了提高及其通過電流的數值得到了加大。在過去的10年中,由于對晶體管結構和生產工藝采取了許多重大的技術決策,所以它得到了不斷的完善。對于設計師來說,最重要的問題是半導體器件(IGBT晶體管、二極管)在殼體內的機械布置,以及由于負荷周期變化而對牽引系統提出的很高的要求。為了解決這一難題,需要進行仔細的研究和試驗工作。最終制成了供變頻模塊用的高強度殼體,這種殼體甚至能適應地鐵的特別苛刻的運用條件,因為地鐵線路在整個使用期間總的工作循環數非常大。
IGBT晶體管牽引變頻器有兩個有利的特點,這不僅對鐵路,而且對制造商來說都是很重要的。首先,這些裝置由于組裝成本低并提高了牽引系統的效率,所以為降低成本提供了潛在的可能性。使IGBT晶體管變頻技術得以迅速推廣的第二個特點是牽引系統的可靠性高和運用性強。還在采用門極可關斷晶閘管(GTO)的變頻器的開始階段就已明顯看出,由于這種裝置的復雜性,其可靠性的進一步提高受到了限制。尤其是GTO晶閘管的控制電路,對系統的可靠性有著極為強烈的影響。
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