基督教徒介绍

铁轨是四层半导体设备,作为双节开关,只在闸门触发后进行电流,并一直被固定到电流下降低于控载阈值。 铁轨能够处理高压和电流,而且导电率损失较小,因此在重电系统中不可或缺。 在铁路牵引中,电压可超过几兆瓦,铁轨提供可靠运行所需的强力、效率和控制。 与机械开关不同,它们提供快速的开关,并配备最小的电弧和磨损,这是在受到振动、温度极端和电噪影响的恶劣环境中的关键优势。

犹太教徒在铁路电车公司中的作用

现代铁路牵引系统要求精确管理电力,从高架电动线或第三轨到牵引电动机. Thyristors是这种电动电子转换的核心,它使AC到DC和DC到AC转换具有受控电压和电流,它们被用于整流器、反转器和DC直升机,在电动多单元(EMUs),机车和轻轨车辆中形成推进控制的主干,关键应用领域包括可变DC输出的可控整流器和AC发动机的再生制动和向量控制。

受控修正器

以Thyristor为基础的控制整流器将来自高架线的AC供应转化为DC牵引电动机的可调节DC电压。通过改变电压的射击角度,工程师可以调节电压,从而能够无大功率阻力器的平滑加速和减速。早期的Thyristor驱动器使用相控桥(如单相或三相完全控制桥)来生产无波的DC。现代设计包括了相继控制,以减少谐振扭曲,提高电源系数。控制输出电压的能力持续使列车能够高效地处理不同的梯度和负载条件。

复制制动的反转器

在AC牵引系统中,使用电压源反转器(VSIs)将电压源电压从线或电池转换成可变频AC,用于诱导或永久磁同步电动机。一个显著的进步是使用闸门转动电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电压源电

现代电车公司高级 Thyristor 类型

虽然常规相控胸腺动物(SCR)仍然用于一些遗留系统,但现代牵引反转器使用更复杂的装置:

  • Gate Turn-Off Thyristors(GTOs):可以通过负门脉冲关闭,从而消除了大量折返电路的需要. GTOs被广泛用于机车和高速列车的大功率牵引逆变器.
  • 集成门-Commated Thyristers(IGCTs): 将低导失速与快速切换速度结合,使其适合多层次的反转地形. IGCT由于集成门单元和减少对结声的要求,其可靠性高于GTO.
  • 硅控制递解器(SCRs): 仍然在DC直升机电路中发现用于较老的LRV和一些辅助供电,虽然被IGBT淘汰.

ABB的高功率IGCT 展现了该技术的先进性,处理数千伏和KA的低切换损失.

在铁路系统中使用Thyrists的好处

  • 高功率处理: 铁匠可以管理几千安培的高峰电流和10千伏以下的阻电压,满足重载列车和高速列车的需求.
  • 功效:[] 低ON态电压下降(典型的1–2 V)与类似电流水平的双极晶体管相比,产生最小的导电损失.
  • 可靠性:无前期故障问题的粗体施工和高涌流能力确保在连续运行和瞬间断层下的长期服务寿命.
  • 控制灵活性:[] 高级门发射电路允许精确调整输出电压和频率,从而能够进行微调牵引控制和能量回收.
  • 成本-有效性: 对于非常高的功率评级(多电MW),胸腺素仍然比IGBT模块更经济,特别是在线频应用方面.

挑战和解决办法

尽管有优点,但胸腺动物在设计上仍面临挑战。它们紧凑的性质意味着它们不能通过常规SCR的门控制而关闭,必须强制减速或自然零交叉——限制运行频率。使用GTO/IGCT的高功率反转器需要在切换时使用复杂的门驱动电路和微波网络来控制di/dt和dv/dt。热管理也至关重要:高电流密度产生大量热量,要求现代牵引驱动器采用液冷却系统。解决方案包括使用水冷热汇,用去离子水、先进的热接口材料,并通过实时传感器监测交叉温度。此外,胸腺动物切换产生的电磁干扰必须用过滤和屏蔽来缓解。

以Thyristor为基础的电车公司的未来趋势

动力半导体的进化仍在继续. 诸如碳化硅(SiC)MOSFET和氮化 ⁇ (GaN)FET等宽带Gap装置正在出现,用于低压牵引辅助装置,但对于3千伏以上电压的主要推进装置,胸腺技术仍然具有竞争力. 将IGCT与包装件相结合的混合模块提供更高的电流评级和增强的短路故障模式. 另一种趋势是采用多级转换器(例如中点夹合或模块式多级),这些转换器使用许多胸腺切开关合成近异辛醇输出,减少运动扭矩和伤害性损失. 运输中电能电子学会议 经常突出这些进步。

结论

铁道工人仍然是铁路牵引动力控制的基石,从典型的DC发动机驱动器到再生制动推进的高级AC推进。他们的高电压和电流能力,再加上通过IGCT和GTO改进转换性能,确保了它们将继续被运用于世界上最严格的铁路系统。 随着铁路运营商推动提高能效和降低生命周期成本,以铁道工人为基础的电能电子将随着数字控制算法和宽带式替代技术一起发展,在未来几十年内保持其相关性。 关于进一步阅读,见[ 铁路技术对电能电子[或全面的[FLT]Siemens 牵引电传动组合。