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中科君芯IGBT应用——轨道交通
      IGBT兼具了大功率晶体管GTR和MOSFET的优点,既具有MOSFET 的高速、高输入阻抗、易驱动的长处,又兼有GTR 的通态压降低、耐压高、可承受大电流的优点。在大功率电力电子器件的应用中,IG—BT已逐步取代GTO和MOSFET成为主流器件。IGBT的技术特点是开关速度比GTO要高出10倍;模块结构便于组装,简化了装置结构;开关转换均匀,提高了其稳定性和可靠性;并联简单,便于标定变流器功率等级;作为电压驱动型器件,只需简单的控制电路来实现良好的保护功能。目前,由IGBT基本组合单元与驱动、保护及报警电路共同构成的智能功率模块(IPM)已成为IGBT智能化的发展方向。
      在城市轨道交通车辆中,通常是从电网获取直流电压(一般为1500VDC和750VDC),经由辅助逆变器(也称静止逆变器)变换输出380VAC,给列车上的辅助设备供电。
城市轨道交通车辆一般采用两种型号车辆,对于两种车辆,逆变器的工作形式不同:A型车为拖车,其逆变器一路供给列车照明和风机电机;另一路输出110VDC控制电源,同时兼向蓄电池充电;B/C型车为动车,其逆变器输出380VAC分别向列车的空调机组和空气压缩机供电。
以下就城市轨道交通车辆的辅助电路系统进行分析先容。
1、 辅助逆变器电路结构。
城市轨道交通车辆中的辅助逆变器电路常见有两种形式:一种采用直接逆变方式(DC-AC),如图1所示;另一种采用先斩波(升/降压斩波)后逆变方式(DC-DC-AC),如图2所示。Siemens企业采用DC—DC—AC形式,如上海一、二线和广州一号线地铁车辆;Bombardier企业采用DC—AC形式,应用于长春生产的车辆中。

其中DC—DC—AC方式升/降压斩波中,升压斩波的系统应用在DC750V供电网压的场合;降压斩波的系统应用在网压为DCl500V的场合。采用升/降压斩波的目的都是为了使逆变器的输入电压稳定,当负载变化或电压波动时,保证斩波器有稳定的输出电压。
目前,以IGBT为代表的开关器件的开关频率足以满足在网压波动范围内,用PWM调制实现逆变器稳定输出,且满负荷运行,因此现在生产的车辆常采用直接逆变的方式。



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