城市轨道交通车辆牵引逆变器的技术发展.pdf

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1、DOI:10.13890/j.issn.1000-128x.2012.01.0142012年第1期机　　车　　电　　传　　动№1,20122012年1月10日ELECTRICDRIVEFORLOCOMOTIVESJan.10,2012两城市轨道交通车辆牵引逆变器的岸四技术发展地翁星方，邹档兵论（株洲南车时代电气股份有限公司技术中心，湖南株洲412001）坛作者简介：翁星方（1975-），摘要：简单介绍了城市轨道交通车辆牵引逆变器的发展和主电路，对具有完全自主知识产权男，硕士，高级工程师，现从事IGBT牵引变流器的设的简统化牵引逆变器进行了分析，对牵引逆变器的冷却方式和I

2、GBT变流器模块进行了详细的介绍。计开发工作。通过实际装车考核，表明该简统化牵引逆变器完全满足目前城市轨道交通车辆牵引系统的需求。关键词：牵引逆变器；简统化；IGBT变流器模块；热管；城市轨道交通车辆中图分类号：U266.2；U264.3+72文献标识码：A文章编号：1000-128X(2012)01-0047-05TheTechnicalDevelopmentofTractionInverterforUrbanRailTransitVehicleWENGXing-fang,ZOUDang-bing(TechnologyCenter,ZhuzhouCSRTimesEle

3、ctricCo.,Ltd..,Zhuzhou,Hunan412001,China)Abstract:Firstofall,thedevelopmentoftractioninverterandpowercircuitwereintroducedsimply.Secondly,thesimplifiedtractioninverterwithcompletelyindependentintellectualpropertyrightswasanalyzed.Finally,theradiatoroftractioninverterandtheIGBTconvertermo

4、dulewereintroducedindetail.Thesimplifiedtractioninverterwasprovedsatisfyingthedemandofurbanrailtransitvehicletractionsystem.Keywords:tractioninverter;simplification;IGBTconvertermodule;heat-pipe;urbanrailtransitvehicle干线电力机车通常是指交直交（AC-DC-AC）变流系0引言统，而用于城市地铁与轻轨则通常是直交（DC-AC）逆随着城市规模及人口的迅速扩张，

5、城市交通问题变系统（即牵引逆变器）。牵引逆变器是城市轨道交通日益突出。城市轨道交通作为城市交通的一种工具，车辆的心脏，其性能的优劣直接影响到城市轨道交通以其快捷、安全、便利等优点越来越受到重视。我国通车辆的运行性能、运输能力、耗电量等等。过30多年的引进、消化吸收和再创新，在城市轨道交上世纪90年代末期，随着大功率电力电子技术的通装备制造方面已具备了生产能力和技术基础，牵引不断进步与发展，车辆牵引电气系统也在不断地更新电气系统的交流传动装置、控制及诊断系统、辅助电与发展。牵引逆变器中的电力电子器件经历了半控型源系统等重要部件都已实现了自主研发和制造。晶闸管（SCR）、全

6、控型晶闸管（GTO）及绝缘门极双极本文首先对牵引逆变器的发展、主电路进行简单型晶体管（IGBT）的发展过程。IGBT元件属于电压驱动介绍，然后对株洲南车时代电气股份有限公司（以下的全控型开关器件，脉冲开关频率高、性能好、损耗小简称为时代电气）的牵引逆变器简统化平台进行分析，且自保护能力强。无论是对于运输部门，还是对于制最后对其IGBT变流器模块、牵引逆变器的冷却方式进造厂商来说，IGBT变流器都有2个重要的优点：首先，行详细介绍。这种变流器组装成本低并且提高了牵引系统的效率；第二个优点在于这种牵引系统具有较高的可靠性和可1牵引逆变器的发展概述用性，这一优点有利于IGBT

7、变流器迅速投入使用。与轨道交通车辆牵引电气系统中，牵引变流器用于GTO晶闸管不同的是，IGBT晶体管由电压控制，元件输入电容的充放电控制电流很小，其门极控制电路大收稿日期：2011-11-08为简化。—47—机　　车　　电　　传　　动2012年因此，在牵引传动领域中，IGBT越来越起到主导作用。从大功率的机车、动车组到地铁车辆、轻轨车辆、磁悬浮列车等应用场合，IGBT得到最广泛的应用。牵引逆变器未来发展趋势是：①确立以IGBT（IPM）为开关元件；②功率密度大、轻量化、低能耗设计；③电路结构简单化设计；④模块化结构设计；⑤低噪声，良好的电