牽引變流器IGBT驅(qū)動(dòng)特性的研究.pdf

1、目前單管IGBT的容量已達(dá)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(jì)更緊湊，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度更高。在電力機(jī)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(jī)車復(fù)雜的運(yùn)行環(huán)境使得IGBT器件對驅(qū)動(dòng)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(hù)IGB工具有重要作用。
　　本文以電力機(jī)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(dòng)電路的特性。調(diào)研了重載機(jī)車牽引傳動(dòng)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(diǎn)，就IGBT驅(qū)動(dòng)的市場與技術(shù)，總結(jié)了大功率IGBT驅(qū)動(dòng)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(dòng)電路特性。
　　以HXD2型重載電力機(jī)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(jìn)行了分析，從IGBT驅(qū)動(dòng)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(jì)了一款I(lǐng)GBT驅(qū)動(dòng)電路，并搭建了雙脈沖實(shí)驗(yàn)平臺。在此平臺上，進(jìn)行了短路實(shí)驗(yàn)，研究短路時(shí)VCE保護(hù)電壓，關(guān)斷時(shí)間點(diǎn)的選擇。進(jìn)行了關(guān)斷時(shí)VCE電壓的有源筘位實(shí)驗(yàn)，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(dòng)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(dòng)電路設(shè)計(jì)，