機車車輛變流器模塊斬波試驗方法分析

中車大連電力牽引研發(fā)中心有限公司 遼寧 大連 116000

最近幾年，在我國科技水平的不斷提高下，機車車輛工作性能得以有效提高，極大地改變了人們的生活方式和工作方式，而IGBT器件作為一種機車車輛內(nèi)部重要器件，被廣泛地應用于電力電子電路中，該器件的測試方式主要用到了變流器模塊斬波試驗方法，因此，為了保證機車車輛的工作性能，如何科學應用變流器模塊斬波試驗方法是技術人員必須思考和解決的問題。

1 電容充電斬波試驗方法

電容充電斬波試驗方法作為變流器模塊斬波試驗中常用的方法之一，在具體的運用中，主要采用了電感負載的方式，通過借助電容電量使用優(yōu)勢，提高斬波試驗操作的規(guī)范性和標準性。該試驗方法在具體的運用中主要利用了以下兩種電平模式。

1.1 兩電平模式

兩電平變流器斬波試驗電路圖如圖1所示，從圖中可以看出，各個橋臂在具體的運用中，均用到了二極管，能夠提高能量雙向流動的效率和效果。兩電平模式具有操作簡單、資源逆變高效等特征，因此，被廣泛地應用于PWM交流電路中，并取得了良好的應用效果。從圖中可以看出，該模式在具體的運用中，在（A）、（B）兩個位置，均用到了兩種不同的負載接線模式，最終電平試驗情況一如表1所示。OC兩端電壓大小用UCE表示，二極管恢復電壓大小用UCD表示，采用關閉或啟動過流的方式，可以最大限度地降低負載電感值。

圖1 兩電平變流器斬波試驗電路圖

表1 電平試驗情況一覽表

1.2 三電平模式

三電平模式在具體的運用中，主要利用PWM變流裝置，使得各個模塊之間能夠建立起有效連接，以滿足驅(qū)動電路供電需求，同時，還要借助脈沖信號的基礎上，采用三電平模式，對負載電流值進行科學控制和調(diào)整，以提高穩(wěn)態(tài)電壓測量的準確性，只有這樣，才能充分發(fā)揮和利用三電平模式的應用優(yōu)勢，為確保提高機車車輛能夠可靠、穩(wěn)定、安全地運行創(chuàng)造了良好的條件[1]。

2 兩種試驗方法優(yōu)劣對比

2.1 持續(xù)斬波試驗方法優(yōu)缺點

（1）優(yōu)點。持續(xù)斬波試驗方法在具體的運用中，其優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①能夠采用截止電壓的方式，實現(xiàn)對模塊器件的自動化控制，以達到疏通電流的目的，同時，還能提高儲能元件相關參數(shù)設置的準確性和合理性，為進一步提高儲能元件的應用價值發(fā)揮出重要作用。②該實驗方法在具體的運用中，可以采用真實化模擬方式，對變流系統(tǒng)的實際工作狀態(tài)相關參數(shù)信息進行全方位地模擬，從而準確檢測和解決驅(qū)動電路的異常問題，以保證變流系統(tǒng)運行性能。

（2）缺點。該試驗方法具有一定的缺點，這些缺點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①無法采用統(tǒng)一考核標準對開關元器件相關功能進行全面檢測；②無法全面、有效地考核開關器件的相關功能，無法真正地發(fā)揮和利用開關器件的應用優(yōu)勢。③電源負載在具體的測試中，需要花費大量的時間，嚴重影響了試驗操作的效率和效果[2]。

2.2 電容充電斬波試驗方法優(yōu)缺點

（1）優(yōu)點。該試驗方法在具體的運用中，其優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①可以在考核儲能元件相關性能參數(shù)的基礎上，實現(xiàn)對二極管相關運行性能的全面檢測。②可以有針對性地對開關器件相關功能進行全面化、規(guī)范化考核。③提高電源資源的利用率，同時，還能不斷修改、優(yōu)化和完善試驗操作流程，以達到提高試驗操作效率和效果的目的。

（2）缺點。該試驗方法具有一定的缺點，這些缺點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①無法科學、有效地考核儲能元器件的運行性能。②無法有效檢測和診斷機車車輛內(nèi)部出現(xiàn)的故障問題。

3 結(jié)束語

綜上所述，為了進一步提高機車車輛的工作性能，技術人員在對功率模塊進行正式生產(chǎn)之前，需要采用電容充電斬波試驗方法與老化功率試驗相結(jié)合的方式，對試制產(chǎn)品進行全面檢測，確保產(chǎn)品設計電路的規(guī)范性和合理性，為實現(xiàn)對產(chǎn)品制造工藝的優(yōu)化和完善提供有力的保障。同時，在正式生產(chǎn)功率模塊的過程中，需要采用電容充電斬波試驗方法與功率試驗相結(jié)合的方式，對試制產(chǎn)品進行全面檢測，以達到提高試制產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率的目的。