IGBT晶體管牽引變頻器的發(fā)展
時(shí)間:2008-07-09 15:30:00來源:yangliu
導(dǎo)語:?介紹了絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)的發(fā)展,同時(shí)概述了大功率IGBT晶體管的結(jié)構(gòu)、性能特點(diǎn)以及由大功率、高電壓IGBT晶體管構(gòu)成的變頻器的結(jié)構(gòu)、工作特性及在城市交通和鐵路運(yùn)輸中的應(yīng)用。
摘要:介紹了絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)的發(fā)展,同時(shí)概述了大功率IGBT晶體管的結(jié)構(gòu)、性能特點(diǎn)以及由大功率、高電壓IGBT晶體管構(gòu)成的變頻器的結(jié)構(gòu)、工作特性及在城市交通和鐵路運(yùn)輸中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:機(jī)車動(dòng)車 交流傳動(dòng) 半導(dǎo)體器件 控制技術(shù) 新材料 新工藝
IGBT技術(shù)取得成功的前提和因素絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)變頻技術(shù)在機(jī)車車輛牽引系統(tǒng)中的發(fā)展起始于1990年初,當(dāng)時(shí)它被用在小功率范圍內(nèi)。在歐洲,IGBT晶體管變頻器最先由Siemens公司于1992年設(shè)計(jì)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(kuò)大,是因?yàn)殛P(guān)斷能力有了提高及其通過電流的數(shù)值得到了加大。在過去的10年中,由于對(duì)晶體管結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝采取了許多重大的技術(shù)決策,所以它得到了不斷的完善。對(duì)于設(shè)計(jì)師來說,最重要的問題是半導(dǎo)體器件(IGBT晶體管、二極管)在殼體內(nèi)的機(jī)械布置,以及由于負(fù)荷周期變化而對(duì)牽引系統(tǒng)提出的很高的要求。為了解決這一難題,需要進(jìn)行仔細(xì)的研究和試驗(yàn)工作。最終制成了供變頻模塊用的高強(qiáng)度殼體,這種殼體甚至能適應(yīng)地鐵的特別苛刻的運(yùn)用條件,因?yàn)榈罔F線路在整個(gè)使用期間總的工作循環(huán)數(shù)非常大。
IGBT晶體管牽引變頻器有兩個(gè)有利的特點(diǎn),這不僅對(duì)鐵路,而且對(duì)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(tǒng)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(shù)得以迅速推廣的第二個(gè)特點(diǎn)是牽引系統(tǒng)的可靠性高和運(yùn)用性強(qiáng)。還在采用門極可關(guān)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(fù)雜性,其可靠性的進(jìn)一步提高受到了限制。尤其是GTO晶閘管的控制電路,對(duì)系統(tǒng)的可靠性有著極為強(qiáng)烈的影響。
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