基于HVIPM模塊的電力機(jī)車變頻控制
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圖3所示是hvipm的外觀， 除了igbt外， 該模塊還包括集成式（集成的）門驅(qū)動(dòng)電路，以及檢測(cè)和防止過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)熱和門驅(qū)動(dòng)電壓不足（門極驅(qū)動(dòng)欠壓）等故障的電路。
3 低噪音設(shè)計(jì)
噪音是在電力機(jī)車變頻器設(shè)計(jì)中必須考慮的一個(gè)重要環(huán)境因素。三菱公司引入了一種高載波頻率技術(shù)和零矢量調(diào)制功能以保證新型兩電平變頻器的低噪音指標(biāo)，并基本和三電平變頻器所能達(dá)到的噪音等級(jí)一致。該載波頻率帶寬為800～1200hz，能降低噪音和能耗。同時(shí)采用零矢量調(diào)制則可以避免機(jī)車和牽引頭之間的機(jī)械共振。
圖4所示是使用這種方法的電機(jī)電流頻率分布的頻譜分析。在機(jī)車運(yùn)行在30km/h時(shí)，距離牽引頭1.5m的地方測(cè)得為65db，與三電平的變頻器的噪音相類似。而且，采用零調(diào)制技術(shù)將可能獲得更低的噪音。
4 風(fēng)冷系統(tǒng)
新的變頻器使用風(fēng)冷方式，采用機(jī)車運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的風(fēng)量來(lái)冷卻鋁散熱器。這是其國(guó)內(nèi)同型號(hào)變頻器第一次采用無(wú)冷卻劑的散熱方式。
采用無(wú)冷卻劑方式能夠最大程度上降低對(duì)周圍環(huán)境的影響， 同時(shí)可以降低尺寸和重量。跟以前采用gto方式的老型號(hào)變頻器相比只有64%的體積，而重量只有一半左右。圖5（a）為變頻器濾波電容的側(cè)面， 圖5（b）為散熱器的側(cè)面。
5 輔助電源
三菱公司采用基于兩電平變頻器的輔助電源，其容量為180kva，并采用3.3kv400a的ipm模塊。無(wú)緩沖設(shè)計(jì)的主回路集成了各種保護(hù)功能和低感母排，比以往的變頻電源尺寸更小、重量更輕、可靠性更高。
圖6所示是輔助電源。hvipm模塊的冷卻方式是采用純水散熱管方式來(lái)完成，這樣也能夠降低尺寸和重量。其中ipm模塊安裝在散熱管的前面，維修時(shí)非常容易觸及與更換。電感通過(guò)將母排做得更短來(lái)進(jìn)一步降低，如將濾波電容安放在ipm的下面，或者采用層積式銅排（上下兩排，分別接＋－極性）。
全部的元器件算起來(lái)已經(jīng)從原來(lái)得170個(gè)降低到80個(gè)左右， 體積則比以前的變頻器減輕20%， 重量則減輕10%。
6 結(jié)束語(yǔ)
三菱公司采用了hvipm的變頻器比起以前的老型號(hào)來(lái)說(shuō)，尺寸更小，而控制效率則大為提高，完全可以滿足新一代電力機(jī)車的技術(shù)要求。
評(píng)論