GTO

最近,一种兼备可控硅和功率晶体管长处的功率可关断可控硅,一般称为门极关断可控硅GTO(或门极可控可控硅GCT)已投入实用。 GTO只要根据加在门极上的正负信号,就能实现从阻断到导通,或从导通到阻断的转换。控制性能非常好。 GTO与可控硅一样,耐压和容许电流的相克性不像晶体管那样强,因此比较容易做到大     

高压大容量功率半导体器件技术及其应用

功率半导体器件作为电气化进程的核心组成部分，其本身在不断迭代提升，并促进电气化装置和应用的发展。功率半导体器件的关键技术主要体现在4个方面：新材料、新结构、新封装、智能化。针对不同应用的场景，功率半导体器件的要求也不尽相同，文章通过对轨道交通、电动汽车和电力系统等典型场景特点的分析，阐述了精细沟槽型绝缘栅双极型晶体管、碳化硅和高功率密度智能化集成功率器件等的应用；功率半导体器件目前仍然处于飞速且稳健的发展阶段，随着技术不断成熟，新技术的不断涌现，4个关键技术均存在巨大的发展空间。     

地铁牵引功率模块测试系统设计

地铁牵引系统主要由牵引逆变器提供动力,牵引功率模块是其中的核心主电路部分。介绍了一种地铁牵引系统功率模块测试系统设计思路及参数计算,给出了测试系统的硬件和软件设计方法。通过静态脉冲测试和动态脉冲测试可以看出,设计的测试系统可较为精确地测量到地铁牵引逆变器功率模块每个桥的桥臂IGBT(绝缘栅双极晶体管),且其实测值与理论计算值接近。该测试系统较为适合现场测试和验证功率模块的整体性能。     

用于大功率领域的功率半导体器件

在未来１０年显现的市场中，绝缘栅双极晶体管（ＩＧＢＴ）和集成式门极换流晶闸管（ＩＧＣＴ），将成为柔性交流传动系统（ＦＡＣＴＳ）和其它大功率应用领域的主导型功率半导体器件。半导体器件及其封装技术的新发展，将促进功率半导体器件更多地进入配电领域，这将导致装置的效率及可靠性提高，同时开关兆瓦级电路的成本将下降。     

基于SiC MOSFET/Si IGBT的670V/100kW城轨辅助逆变器的综合比较

三相全桥逆变器广泛应用于各个领域,特别是轨道交通的牵引变流器系统和辅助变流器系统.利用新一代功率半导体器件如碳化硅(SiC)提升功率密度,使三相逆变器向小型化、轻量化的方向发展.采用SiC MOSFET以减小主回路电感的设计为优化目标,研制了用于城轨辅助变流的新型逆变器样机,与原有的Si IGBT逆变器进行了结构与电气...     

异步电机滑差控制调速系统的研究

本文介绍了一种交—直—交变频调速系统,由电流源逆变器构成的主电路简单可靠,控制系统采用CMOS数字电路构成主要逻辑电路,参数可方便地调整。实验表明,本系统能容易地实现恒力矩起动和恒功率运行。     

以碳化硅功率模块及永磁电机为特征的新一代牵引系统研究

针对一种适用于我国标准地铁车辆的新一代牵引系统进行研究,此系统采用碳化硅(SiC)功率模块、永磁电机、新一代轴控牵引控制等新技术,以节能、轻量化、高可靠性、高可用性和低噪声为开发理念,并与上一代牵引系统进行对比,结果表明:新一代牵引系统可以在节能、轻量化、可用性等方面为地铁牵引应用带来巨大的效益。相对于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)逆变器、三相交流异步电机、车控牵引系统,新一代牵引系统可实现牵引节能20%,系统最大质量减小19%,以及显著提高牵引可用性的要求。     

基于空间电压矢量控制的三电平逆变器

目前采用三电平逆变器是实现大容量、中高压电机调速系统的主要方式之一。介绍了二极管中点箝位型三电平逆变器主电路的结构和空间电压矢量控制的原理。对三电平逆变器进行了仿真，并给出了仿真结果。     

基于PWM整流器的交流调速系统的仿真

将PWM整流技术引入交流调速系统。在PWM整流侧采用直接功率控制技术，实现交流侧的高功率因数；电机控制采用矢量控制技术，实现电机调速的高性能。通过Matlab／Simulink仿真，可以验证这种调速策略可以实现整个系统的功率因数接近于1，减少对电网的污染，并且可以保证电机有着优良的调速性能。     

交流新兵:功率晶体管

本文根据法国《电气综论》(RGE)及日本《富士时报》的有关文章,介绍目前国外研制和应用功率晶体管的一些新动向。文中谈到功率晶体管与可控硅的比较和功率晶体管应用的某些基础技术。一、前言随着电子技术的进步,晶体管的集电极电流已达到数十安培,甚至超过一百安培。这种变化引起日本、欧洲的注意。他们认为,目前还处于摇蓝状态的功率晶体管终将进入静止变流技术领域,成为一个强有力的竞争者。因     

基于混合碳化硅器件的城市轨道交通车辆牵引节能研究

以碳化硅为代表的新一代半导体器件在城市轨道交通车辆中的应用对车辆牵引电传动系统技术的发展意义重大。将混合碳化硅器件应用于城市轨道交通车辆牵引系统中，能极大地发挥碳化硅器件高温、高频和低损耗的特点，提高车辆牵引系统效率，实现牵引系统的节能降耗目标。与硅功率器件的电机损耗相对比，混合碳化硅功率器件的电机损耗可降低4%;通过更换功率器件、配套新型牵引控制单元，以及采用新的PWM(脉冲宽度调制)控制算法，降低了功率器件的开关损耗和导通损耗。在此基础上，优化了碳化硅功率器件的控制算法，以抑制电流谐波、降低电机损耗。软件仿真和装车测试结果验证了该混合碳化硅器件在车辆牵引系统中的节能效果。     

基于双PWM技术的变频调速系统的设计

用PWM整流技术代替传统的二极管整流能改善交流调速系统的功率因数。直接功率控制技术的系统结构和算法简单,对于交流侧电压的不平衡和谐波失真有一定的补偿作用;电机控制采用直接转矩控制技术,该方法把转矩直接作为被控量,并且对电机参数不敏感,不受转子参数的影响,简单易行,在很大程度上克服了矢量控制技术的缺点。通过Matlab＼Simulink仿真,验证了双PWM调速策略可以保证交流调速系统的高功率因数和电机优良的调速性能。     

功率半导体推动高速电气化铁路发展

早在19世纪70年代，德国就建成了当时最早的电气化铁路线。但是由于当时技术的局限性，机车的牵引电机都是直流电机，采用机械接触器或者继电器对电机进行控制和保护。虽然这种技术有着明显的不足，比如调速不连续，寿命短等，但是这在当时已经是跨时代的设计了，这样的设计一直延续到了第一代的功率半导体器件二极管的诞生，由于二极管有着正向导通，反向截止的特性，能方便的构成整流桥。这使得交流电网能方便的被应用到电气化铁路上来。     

三电平逆变器SVPWM直接转矩控制方法

二极管中点箝位型三电平逆变器广泛用于中高压大容量交流调速系统,具有对器件耐压要求低、输出谐波含量低和控制性能好等优点。直接转矩控制方法拥有快速的转矩响应、对电机参数变化的鲁棒性等优点。文章采用中长矢量合成的方法,提出了一种新的空间矢量调制方法,应用于二极管中点箝位型三电平逆变器的直接转矩控制。仿真结果表明,该方法有效地控制了逆变器的中点电压,抑制了电压跳变。     

高速磁浮系统实现高速的技术关键及急待研究的课题

从磁浮列车工作原理可以看到，高速磁浮系统本身就是一个大直线电机，路轨和列车分别代表大直线电机的定子和转子，所以，对于高速磁浮(长定子型)而言，驱动动力系统主要布置在地面路轨上，也就是说供电及变流系统，包括变压器、整流器、逆变器等装备都在地面，加大功率不受任何空间的限制，也没有轮轨黏着的限制。不像轮轨系高速     

永磁同步牵引电动机的调速特性

根据牵引逆变器供电的特点,详细讨论永磁同步牵引电动机的调速特性。给出了在逆变器变频变压阶段,最佳转矩控制的电机内功率因数角的公式,并应用磁链相量图分析了在逆变器变频恒压阶段电机功率因数的变化规律和恒功速度(频率)范围,讨论了其恒压运行时的功率因数和效率,并对机车车辆速度特性包络线的选取提出建议。     

大功率GTO逆变器磁链轨迹PWM控制方法

大功率ＧＴＯ逆变器用于铁路电力牵引，其ＰＷＭ控制与一般工业领域中的变频调速系统的ＰＷＭ控制有很大不同。章在分析了磁链畸变对电机转矩脉动影响的基础地大功率ＧＴＯ逆变器ＰＷＭ控制技术的特点，提出了适用于铁路电力牵引的零矢量载波磁链轨变ＰＷＭ控制原理及实现方法。试验结果证实了这种控制方法的可行性。     

大功率变流技术与应用（四）——升-降压逆变器

采用一级电路结构的阻抗源逆变器（Z-源逆变器），可以克服电机调速系统或分布式发电联网接口中的许多实际问题。阻抗源逆变器除了实现一级变换外，还能够做到：（1）不管输入电压多高，都能产生任一所希望的、甚至比网压高的输出交流电压，从而减少电机的额定电流；（2）在网压下陷期间无需任何附加电路，就能提供“安度难关”的能力；（3）改善功率因数，减少电流谐波和共模电压。阻抗源变流器将为太阳能发电和燃料电池提供简单、便宜、可靠的单级变换装置，也就是为传动系统提供了另一种选择。     

功率半导体器件与电气化铁路的地面设备

电气化铁路地面设备使用的功率半导体器件,从整流管经晶闸管发展到GTO,根据设备的用途、功能和功率等,采用了各种电路结构和冷却方式.尤其是最近,随着IGBT、IEGT和GCT等自关断器件性能的提高,具有PWM功能的大功率逆变器也正在电气化铁路的各种地面设备上应用,而且还在不断研究新的应用领域.将来,采用这些器件生产的PWM变流器用于直流供电回路时,供电变电所的再生电能会增加.文章介绍处理这些再生电能的方法.     

三电平逆变器无拍频控制策略研究

在高速动车组牵引传动系统中,当单相脉冲整流器工作时,会在主牵引传动系统的中间直流电路产生2倍于电网频率的脉动电流分量,该脉动电流传递到逆变器输出端会在牵引电机上产生拍频现象,引起转矩脉动和牵引电机过热。本文提出:若逆变器处于同步脉冲调制阶段而输出电压可调,可采用无拍频控制策略,根据与直流侧电压变化成反比例的关系调节参考电压幅值,保证输出波形的正弦性;若逆变器处于单脉冲控制阶段,逆变器输出电压恒定而频率可调,则可采用无拍频控制策略,瞬时改变逆变器的频率。模型仿真以及对小功率异步牵引电机系统的实验表明,这些策略使拍频现象得到较好的抑制。