几种功率igbt驱动电路的比较分析

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1、第35卷第6期中国农机化学报Vol.35No.62014年11月JournalofChineseAgriculturalMechanizationNov.2014DOI:10.13733/j.jcam.issn.2095-5553.2014.06.030几种功率IGBT驱动电路的比较分析*卢震宇1212，张全柱，张立伟，马红梅(1.北京交通大学电气工程学院，北京市，100044；2.华北科技学院信息与控制技术研究所，北京市，101601)摘要：以"SS4B"型电力机车辅助变流器的研制为背景，重点研究其后级逆变器的驱动电路。对目前市场上较为流行的几款IGBT驱动芯片进行拓扑设计

2、，并对各个驱动方案进行比较分析，最终采用以IGD515为核心的驱动电路为辅助变流系统后级逆变器的驱动方案。关键词：辅助变流器；逆变器；IGBT；驱动电路中图分类号：TN386文献标识码：A文章编号：2095-5553(2014)06-0118-05卢震宇,张全柱,张立伟,马红梅.几种功率IGBT驱动电路的比较分析[J].中国农机化学报,2014,35(6):118~122LuZhenyu,Zhangquanzhu,Zhangliwei.ComparativeanalysisofseveralpowerIGBTdrivecircuits[J].JournalofChineseA

3、griculturalMecha-nization,2014,35(6):118~122放置于机车两节(即Ⅰ、Ⅱ端)原劈相机的位置。0引言每台辅助变流器(机柜)驱动7台辅助电机(含1台目前我国电力机车发展迅速，以“HXD1―3”为空调机组)，两台辅助变流器共驱动14台辅助电机代表的“和谐号”机车的批量生产标志着我国电力机(含2台空调机组)，每台辅助变流器所驱动的电机功车从“交―直”传动向“交―直―交”传动的转化，率基本相同。这14台辅助电机分别是：牵引通风机实现了我国机车装备水平的全面提升。但以“韶山”4台(单台功率37kW)，制动风机4台(单台功率系列为代表的国产电力机车仍

4、然在铁路线上发挥重要30kW)，压缩机2台(单台功率37kW)，变压器风机1的客货运输作用，“交―直”传动机车无法被全面替台(功率14kW)，油泵电机1台(功率10kW)，空调代。电力机车辅助系统是电力机车的重要组成部分，机组2台(单台功率3kW)。每台辅助变流器采用其主要作用是为牵引及制动系统提供服务，它的好坏“一整多逆”的电路结构方案，前级变流器是一台直接关系到机车能否正常运行。相控整流器(容量400kVA)，后级变流器由四台等“SS4B”型电力机车采用旋转劈相机作为辅助供容量逆变器(100kVA×4)单元组成。图1所示为电系统，为一系列辅助电机供电。这种供电方式存在SS

5、4B电力机车辅助变流器组成及辅助电机负载分着噪音大、不节能、三相交流输出电压不平衡且随输配图。入电压变化等缺点。采用静止式变流器取代劈相机实按照负载的类型及工况进行负载的分配，不仅防现对电力机车(针对SS4B型)辅助系统的稳定供电，止了负载的“突投”给辅助变流器造成的大电流冲并在此基础上解决劈相机供电存在的一些问题，对于击，而且通过对后级变流器的控制，实现冗余备份，我国的电力机车发展具有重要意义。使得辅助变流器不会因为某个逆变器的故障而停止运本文在研究辅助变流器的结构与工作原理的基础行，使变流器的安全可靠性得到提高。上，针对后级逆变器的驱动部分，设计了三款驱动电1.2辅助变流

6、系统主电路介绍路，并选出最适合作为后级逆变器驱动电路的一款驱辅助变流系统分为前级(网侧)整流器和后级逆动电路。变器两部分。综合考虑网侧整流效果及变压器改造工程量，前级整流器采用相控整流方案；后级逆变1辅助变流器系统构成器采用传统经典三相逆变桥方案，将直流母线电压1.1辅助变流器组成及负载分配逆变后驱动一系列辅助电机运行。主电路原理图如SS4B电力机车辅助变流器分为两个机柜，分别图2所示。收稿日期：2013年10月21日修回日期：2013年11月14日*基金项目：中央高校基金科研业务费资助(3142012036，3142013101)第一作者：卢震宇，男，1989年生，蒙族，内

7、蒙古赤峰人，硕士研究生；研究方向为电力电子与电力传动。E-mail:luzhenyu1989@sina.cn通讯作者：张立伟，男，1977年生，河北人，博士，副教授，硕导；研究方向为轨道交通和电动汽车。E-mail:lwzhang@bjtu.edu.cn第6期卢震宇等:几种功率IGBT驱动电路的比较分析119图1辅助变流器组成及负载分配Fig.1Auxiliaryconverter’scompositionandloaddistribution进行研究的。主电路拓扑、控制策略确定后，作为主电路与控制电路