自從感應(yīng)3b型電力機(jī)車(chē)以來(lái)，牽引變流器絕緣的雙極晶體管模塊遭受了多次故障。此，必須分析并防止Harmonic Electric 3b電力機(jī)車(chē)轉(zhuǎn)換器中的絕緣柵雙極型晶體管模塊破裂。

　　文章基于電力機(jī)車(chē)轉(zhuǎn)換器中絕緣柵雙極晶體管模塊破裂的原因以及預(yù)防措施。
　　后將對(duì)其進(jìn)行深入探討。關(guān)內(nèi)容如下。所周知，Harmony Electric 3b電力機(jī)車(chē)配備了三個(gè)牽引轉(zhuǎn)換柜：每個(gè)牽引轉(zhuǎn)換柜的主電路和控制電路是分開(kāi)提供的，并且交流變頻功率被傳輸?shù)搅鶄€(gè)設(shè)備。力牽引和輔助系統(tǒng)。

　　一組轉(zhuǎn)換器出現(xiàn)故障的狀態(tài)下，它會(huì)被微機(jī)控制系統(tǒng)（VCU）阻塞，并且特定的轉(zhuǎn)換器可以被微機(jī)的顯示屏隔離，因此可以將機(jī)車(chē)開(kāi)火三分之二。
　　源繼續(xù)運(yùn)行，輔助系統(tǒng)切換，兩組輔助轉(zhuǎn)換器完成整個(gè)車(chē)輛系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的電源供應(yīng)，電纜從而可以對(duì)機(jī)車(chē)進(jìn)行冗余控制。個(gè)牽引力轉(zhuǎn)換柜由兩個(gè)逆變器，兩個(gè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換器和一個(gè)輔助轉(zhuǎn)換器組成，它們共享一組中間直流系統(tǒng)。個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)換器為兩個(gè)電機(jī)供電，而輔助轉(zhuǎn)換器由牽引轉(zhuǎn)換器的直流中間電路供電。緣柵雙極晶體管結(jié)合了Giant Transistor-GTR和功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管的優(yōu)點(diǎn)，具有良好的特性和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，絕緣柵雙極晶體管也是三個(gè)終端：電網(wǎng)，集電極和發(fā)射極。東。緣柵雙極型晶體管是具有MOS結(jié)構(gòu)的雙極型器件。們是提供功率MOSFET晶體管的高速性能和雙極晶體管的低電阻性能的功率器件。緣柵雙極型晶體管的應(yīng)用范圍通常在耐壓為600V或更高，電流為10A或更高，頻率為1kHz或更高的區(qū)域。廣泛用于工業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)，小容量民用電機(jī)，逆變器（逆變器），閃光燈攝像機(jī)和感應(yīng)加熱電飯煲。緣柵雙極型晶體管是大功率，高壓MOSFET應(yīng)用和快速終端設(shè)備的垂直功率的自然發(fā)展。MOSFET需要一個(gè)源極-漏極路徑以獲得高擊穿電壓BVDSS，并且該溝道具有高電阻率，這導(dǎo)致功率MOSFET具有高（激活的）RDS值。離柵雙極型晶體管消除了功率MOSFET的主要缺點(diǎn)。

　　
　　管最新一代的功率MOSFET器件已極大地改善了RDS（激活）的特性，但在高水平下，功率傳導(dǎo)損耗仍然比絕緣柵雙極型晶體管高得多。緣柵雙極型晶體管模塊的損壞通常是由輸出短路和接地等因素引起的。而，從實(shí)際檢查和分析來(lái)看，外部電路，例如轉(zhuǎn)換器和電動(dòng)機(jī)的輸出電纜，不再構(gòu)成任何問(wèn)題。時(shí)，將故障模塊更換為新的絕緣柵雙極晶體管模塊后，牽引轉(zhuǎn)換器將恢復(fù)，以便我們將其消除。緣柵雙極型晶體管由于諸如轉(zhuǎn)換器模塊的短路和接地之類(lèi)的因素而損壞。

　　
　　Harmony Electric 3b電力機(jī)車(chē)使用DYTP150A門(mén)控制單元（GDU），它是由轉(zhuǎn)換器特定的工作條件引起的共模電流干擾引起的，從而導(dǎo)致雙極晶體管模塊發(fā)生故障。IGBT的。于實(shí)際檢測(cè)到故障模塊，高壓工業(yè)模塊（HVIM）通過(guò)原始轉(zhuǎn)換器模塊（CM-M）和門(mén)控制單元以及門(mén)控制單元的電纜連接可以注入高壓工業(yè)模塊端子的電壓脈沖中。常，在22至30 kV的電網(wǎng)壓力下，機(jī)車(chē)的最大功率為9，600 kW。19 kV網(wǎng)絡(luò)的壓力下，機(jī)車(chē)的最大功率為8，000 kW。果主電源電壓不超過(guò)17 kV，則牽引功率會(huì)線性降低為零，但輔助電源已經(jīng)有效。車(chē)的功率特性如圖1所示。電網(wǎng)壓力大于31千伏時(shí)，牽引功率線性降低至零。過(guò)計(jì)算恒定功率，可以計(jì)算出當(dāng)市電電壓為19 kV時(shí)，網(wǎng)絡(luò)側(cè)轉(zhuǎn)換模塊A101和A102的輸入電流超過(guò)1500安培。此，整流器輸入電流的設(shè)計(jì)值如下：√2×1548×1，1 = 2410安培。雷電區(qū)域的十三分之一中計(jì)算出機(jī)車(chē)全功率的市電電壓和電流參數(shù)，并根據(jù)公式計(jì)算得出電流參數(shù)為1，540安培。流器輸入電流峰值的計(jì)算參數(shù)如下：√2×1540×1，1 = 2，400安培。析機(jī)車(chē)實(shí)際運(yùn)行的客觀因素，實(shí)際檢測(cè)參數(shù)和理論計(jì)算參數(shù)將有兩個(gè)誤差點(diǎn)，使A101和A102網(wǎng)絡(luò)側(cè)變流器模塊的輸入電流當(dāng)電源電壓降低到19 kV時(shí)，電壓將降低。過(guò)三千安培的絕緣柵雙極晶體管可以承受2430安培的最大電流。果長(zhǎng)時(shí)間波動(dòng)，可能會(huì)損壞絕緣柵雙極型晶體管模塊。此，可以得出結(jié)論，電纜柵極電壓的明顯波動(dòng)是絕緣柵雙極型晶體管模塊的主要損壞因素。用門(mén)控制單元的軟件升級(jí)問(wèn)題。
　　于上述缺陷形式，其限于門(mén)驅(qū)動(dòng)器的兩個(gè)操作范圍。級(jí)后，該軟件必須加深門(mén)控制單元的抗電磁影響，并減少由絕緣柵雙極型晶體管模塊的開(kāi)關(guān)速度引起的電磁干擾。了避免在電磁影響狀態(tài)下延遲激活問(wèn)題，必須在命令控制單元的柵極控制單元上監(jiān)視絕緣柵雙極晶體管的最短激活時(shí)間。了減少電磁影響并減少絕緣柵雙極型晶體管的開(kāi)閉。換掃描速率。年來(lái)，我們已在100臺(tái)和諧3b型電力機(jī)車(chē)中選擇了30個(gè)門(mén)控制單元進(jìn)行軟件升級(jí)，在此基礎(chǔ)上，我們將測(cè)試直到2012年12月為止的100個(gè)機(jī)車(chē)故障模塊。數(shù)為72個(gè)，其中軟件模塊的舊版本為53個(gè)，軟件模塊的新版本為19個(gè)，故障率降低了30％。議加深過(guò)流保護(hù)設(shè)置。網(wǎng)電壓波動(dòng)引起的二次過(guò)流保護(hù)降低，因?yàn)榻^緣柵雙極晶體管停滯測(cè)試的電流保護(hù)系數(shù)為2430安培，因此過(guò)流保護(hù)參數(shù)可以增加到2，600安培對(duì)于電源電壓波動(dòng)的問(wèn)題，我們可以加寬接觸網(wǎng)的線路。議擴(kuò)展和修改網(wǎng)絡(luò)接觸線，以解決網(wǎng)絡(luò)電壓波動(dòng)的問(wèn)題。上所述，為了有效避免絕緣柵雙極型晶體管模塊爆炸，有必要加深抗電磁干擾電容，絕緣柵雙極型晶體管的最短激活時(shí)間為始終在DCU先導(dǎo)控制單元上進(jìn)行監(jiān)視，以防止任何電磁影響。遲的配置問(wèn)題。管已經(jīng)采取了一系列預(yù)防措施來(lái)控制這種缺陷的發(fā)生，但是從根本上還沒(méi)有解決使絕緣柵雙極型晶體管模塊破裂的問(wèn)題。過(guò)對(duì)電力和諧電力機(jī)車(chē)3b的透徹了解，我們將深化。確保鐵路運(yùn)輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性而進(jìn)行的研究。
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