IGBT晶体管引领变频器的开发

耐热循环性和散热工艺的改进近年来，模块结构式变频技术在耐热循环性和总可靠性方面所以能得到改进，主要归功于对它在牵引系统中的使用提出了越来越高的要求。轨道运输机车车辆，尤其是客运电动车组在运用中，其所有牵引设备均会经受很大的热循环负荷。装有热时间常数较小的大功率强迫冷却系统的牵引变频器，在其整个使用寿命过程中，应该能承受住很大的温度变化循环。模块壳体内底板引线和钎焊连接的热应力是温度周期性变化的结果。对耐热循环性的要求进行了仔细的分析，在分析时考虑到了各种形式机车车辆运行条件的特点。为电动车组牵引变频器中IGBT晶体管底板温度变化图形的典型实例。有三种形式的热负荷变化：一年中季节性外界气温的变化；一天内气温的变化；车组在运行到终点站过程中地区性气温变化。随着底板新材料AlSiC合金和具有高导热性的以AIN为基的绝缘陶瓷的采用以及硅片表面采用聚酰亚胺进行专门的钝化处理，引线和底板的耐热循环性已经得到了很大的提高。为采用IGBT晶体管的改进型模块的耐热循环性。这样的耐热循环性足以满足对牵引装置提出的最苛刻的要求。不久将开始对牵引设备实行标准化。各牵引机车车辆制造商为满足对变频器工作特性所提出的要求，进行结构设计。设计时考虑到了与冷却系统配套的外形尺寸不能超标，并且要保证最大限度地符合在机车车辆上的布置条件。对这些结构设计进行比较后，发现相互间的差别很大。IGBT晶体管的换向特性和正向安伏特性有待进一步改进。但是近10年来，在功率半导体技术方面未见有任何突破。快速改变期起始于用门极可关断晶闸管取代一般的晶闸管以及随后过渡到IGBT晶体管。这一过渡对牵引变频器的开发产生了重大的影响。快速改变期结束于采用了IGBT晶体管。新式碳化硅型半导体材料离真正应用在功率能达到牵引变频器水平要求的装置的批量生产工艺中，还是极为遥远的。 我要打印 IE收藏 放入公文包