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IGBT在客車(chē)DC 600V系統逆變器中的應用與保護
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時(shí)間：2016-12-19
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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我國引進(jìn)法國Alstom公司的200 km／h動(dòng)車(chē)組中，主變流器的開(kāi)關(guān)使用耐壓高達6 500 V／600 A的IGBT器件，輔助變流器采用開(kāi)關(guān)頻率為1 950 Hz的PWM技術(shù)，由3臺雙IGBT和相關(guān)反并聯(lián)二極管組成，每臺雙IGBT組成三相中的一相；上海軌道交通3號線(xiàn)車(chē)輛是其輔助系統由電壓等級為330 V的IGBT構成2點(diǎn)式逆變器直接逆變；廣州地鐵1號線(xiàn)車(chē)輛上的輔助系統采用IGBT雙重直-直變換器帶高頻變壓器實(shí)現電氣隔離；深圳地鐵一期采用6個(gè)用作牽引逆變器的IGBT模塊和2個(gè)用于制動(dòng)斬波器的IGBT模塊完成牽引逆變功能：天津濱海動(dòng)車(chē)組主電路采用IGBT電壓型三相直一交逆變器，輔助電源的逆變器采用IGBT元件的逆變器，開(kāi)關(guān)容量為3 300 V／800 A。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/201612/331421.htm
2 IGBT在DC 600 V中的應用
2．1 DC 600 V客車(chē)供電系統簡(jiǎn)介
DC 600 V空調客車(chē)供電系統采用機車(chē)集中整流，客車(chē)分散逆變方式，構成了整個(gè)列車(chē)的交一直一交變流供電系統。工作過(guò)程為：電力機車(chē)將25 kV電網(wǎng)單相交流電降壓、整流、濾波成DC 600 V后給客車(chē)供電，客車(chē)根據用電設備的需要，將機車(chē)提供的DC 600 V變換成單、三相交流電及DC 110 V。系統采用兩套獨立供電。具有一定的冗余，客車(chē)供電的基本原理圖如圖3所示。
2．2 IGBT在DC 600 V供電系統逆變器中的應用
空調客車(chē)使用2個(gè)由IGBT模塊組成的35 kW逆變器供電，逆變器主電路原理如圖4所示，主要由下功能模塊構成：
(1)由KMl、KM3電磁接觸器組成的輸入輸出隔離電路，主要功能是在逆變器、輸入電路或輸出負載發(fā)生故障時(shí)實(shí)施隔離，防止故障擴散。
(2)由濾波電容C1，C2組成的中間支撐電路，主要功能是濾平輸入電路的電壓紋波，當負載變化時(shí)，使直流電壓平穩。由于逆變器功率較大，因此濾波電容的容量較大，一般使用電解電容。由于電容自身參數的離散，使得串聯(lián)的2只電容電壓無(wú)法完全一致．采用電容兩端并聯(lián)均壓電阻的方法，圖4中的R1、R2，其另一個(gè)作用是在逆變器停止工作時(shí)，放掉電容器的電荷。
(3)由R0和KM2組成的緩沖電路，工作原理為：在輸入端施加電壓時(shí)，先通過(guò)緩沖電阻R0對電容充電。當電容電壓充到一定值時(shí)(比如540 V)，KM2吸合，將R0短路。只有電阻R0短路，三相逆變電路才能啟動(dòng)工作。
(4)由L1～L3和C1～C3，組成的交流濾波電路，可將逆變器輸出的PWM波變成準正弦波。
(5)由V1～V6組成的橋式三相逆變主電路是逆變器的核心電路。圖4為三相逆變器的主電路圖，輸入端為A、B，輸出為U、V、W。圖5中V1～V6的導通順序，陰影部分為各個(gè)IGBT的導通時(shí)間。每一格的時(shí)間為π／3，三相線(xiàn)電壓的波形如圖5所示。
由圖4看出，U、V、W三者之間的相位差為2π／3，幅值與直流電壓Ud相等。由此可見(jiàn)，只要按照一定的順序控制6個(gè)逆變器的導通與截止，就可把直流電逆變成三相交流電。
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