牽引變流器IGBT驅(qū)動特性的研究.pdf

1、目前單管IGBT的容量已達到6500V/750A，器件的容量及可靠性的提高極大提升了變流系統(tǒng)的容量和效率，使得牽引變流系統(tǒng)設(shè)計更緊湊，結(jié)構(gòu)強度更高。在電力機車應(yīng)用中，IGBT在高壓大電流的硬開關(guān)方式下工作以及電力機車復(fù)雜的運行環(huán)境使得IGBT器件對驅(qū)動電路的要求較高。所以門極電路作為連接控制端與主電路的橋梁，對控制IGBT的導(dǎo)通狀態(tài)，優(yōu)化開關(guān)性能和保護IGB工具有重要作用。
　　本文以電力機車牽引變流系統(tǒng)為主要研究對象，研究牽引系

2、統(tǒng)中IGBT驅(qū)動電路的特性。調(diào)研了重載機車牽引傳動系統(tǒng)功率等級發(fā)展變化趨勢和功率器件使用情況。結(jié)合牽引IGBT的特點，就IGBT驅(qū)動的市場與技術(shù)，總結(jié)了大功率IGBT驅(qū)動的現(xiàn)狀與發(fā)展。在此基礎(chǔ)上研究了IGBT暫態(tài)過程，給出了應(yīng)用于牽引變流系統(tǒng)的IGBT驅(qū)動電路特性。
　　以HXD2型重載電力機車為例，仿真了主變流器故障工況。對故障后IGBT和續(xù)流二極管失效進行了分析，從IGBT驅(qū)動電路方面給出了主變流器IGBT模塊損壞的原因。針對

3、損壞的原因，新設(shè)計了一款I(lǐng)GBT驅(qū)動電路，并搭建了雙脈沖實驗平臺。在此平臺上，進行了短路實驗，研究短路時VCE保護電壓，關(guān)斷時間點的選擇。進行了關(guān)斷時VCE電壓的有源筘位實驗，分析不同工藝IGBT對有源箝位的要求。研究了雜散電感，門極電阻，門極.發(fā)射極電容對IGBT暫態(tài)過程的影響。
　　IGBT驅(qū)動電路作為牽引系統(tǒng)IGBT模塊應(yīng)用的配套關(guān)鍵技術(shù)，影響到IGBT模塊的性能和安全。本文較為細(xì)致地介紹牽引變流系統(tǒng)的IGBT驅(qū)動電路設(shè)計，