IGBT在客車DC 600V系統(tǒng)逆變器中的應用與保護
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我國引進法國Alstom公司的200 km／h動車組中，主變流器的開關使用耐壓高達6 500 V／600 A的IGBT器件，輔助變流器采用開關頻率為1 950 Hz的PWM技術，由3臺雙IGBT和相關反并聯二極管組成，每臺雙IGBT組成三相中的一相；上海軌道交通3號線車輛是其輔助系統(tǒng)由電壓等級為330 V的IGBT構成2點式逆變器直接逆變；廣州地鐵1號線車輛上的輔助系統(tǒng)采用IGBT雙重直-直變換器帶高頻變壓器實現電氣隔離；深圳地鐵一期采用6個用作牽引逆變器的IGBT模塊和2個用于制動斬波器的IGBT模塊完成牽引逆變功能：天津濱海動車組主電路采用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，開關容量為3 300 V／800 A。
本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/201612/331421.htm
2 IGBT在DC 600 V中的應用
2．1 DC 600 V客車供電系統(tǒng)簡介
DC 600 V空調客車供電系統(tǒng)采用機車集中整流，客車分散逆變方式，構成了整個列車的交一直一交變流供電系統(tǒng)。工作過程為：電力機車將25 kV電網單相交流電降壓、整流、濾波成DC 600 V后給客車供電，客車根據用電設備的需要，將機車提供的DC 600 V變換成單、三相交流電及DC 110 V。系統(tǒng)采用兩套獨立供電。具有一定的冗余，客車供電的基本原理圖如圖3所示。
空調客車使用2個由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：
(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，使直流電壓平穩(wěn)。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，使得串聯的2只電容電壓無法完全一致．采用電容兩端并聯均壓電阻的方法，圖4中的R1、R2，其另一個作用是在逆變器停止工作時，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，先通過緩沖電阻R0對電容充電。當電容電壓充到一定值時(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IGBT的導通時間。每一格的時間為π／3，三相線電壓的波形如圖5所示。
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