1引言三菱公司在电力机车领域开发了一项新技术，该技术基于新一代的高压智能功率模块（hvipm）两级变频控制。该产品体积小巧轻便，驱动电路和各种组件都集成在模块中。一种保护功能。当前电力机车的发展趋势要求更快的速度，更高的能量效率，更舒适的乘坐和更低的维护频率。为了实现这些目标，使用绝缘栅双极型晶体管（igbt）是一种更好的方法，因为它可以提供快速的开关，低损耗和低能量的电压驱动控制环路。基于igbt的逆变器通常尺寸小，重量轻，效率高，控制快且噪声低。三菱正在开发的技术将是使用更小，更轻，更可靠的下一代高压智能电源模块（hvipm）。它由极驱动电路和保护电路组成。本文将介绍基于3.3kv hvipm的电力机车变频控制系统。 2用于电力机车的两级逆变器三菱推出的原型逆变器将为下一代电力机车提供紧凑，轻便，高度可靠，低维护和环保的逆变器。图1显示了电力机车的主要技术挑战及其解决方案。在三菱的每个机车中，都有两部分，总共8台电动机（图2），表1列出了逆变器的基本技术指标。该系统采用逆变器方式，输入线路为直流1500vdc，配置4台410kw（每台控制2台205kw交流电机），并采用风冷和矢量控制。变频器（或变频器）的主电路采用3.3kv / 1.2kahvipm模块，通过使用低电感充油滤波电容器和叠层母线可以降低其环路电感。另外，部件数量的减少使逆变器主体更加可靠，紧凑和轻便。图3显示了hvipm的外观。除igbt外，该模块还包括一个集成的（集成的）栅极驱动电路，以及检测和防止过电流，过电压，过热以及栅极驱动电压不足（栅极驱动欠压），以等待发生故障的电路。 3低噪声设计噪声是机车逆变器设计中必须考虑的重要环境因素。三菱推出了高载波频率技术和零矢量调制功能，以确保新型两电平逆变器的低噪声指数，该噪声指数基本上与三电平逆变器可以达到的噪声水平相同。载频带宽为800-1200hz，可以降低噪声和能耗。同时，零矢量调制可用于避免机车和拖拉机之间的机械共振。图4显示了使用此方法对电动机电流频率分布的频谱分析。当机车以30km / h的速度运行时，它在距牵引头1.5m的距离处测得为65db，这类似于三电平逆变器的噪声。此外，零调制技术的使用将有可能获得更低的噪声。 4空气冷却系统新型逆变器采用空气冷却，并利用机车运行时产生的风量来冷却铝制散热器。这是其家用同类逆变器首次采用无冷却剂的散热方法。使用无冷却剂的方法可以最大程度地减少对周围环境的影响，同时减小尺寸和重量。与以前使用gto方法的旧式逆变器相比，它的体积仅为64％，重量仅为其一半。图5（a）是逆变器的滤波电容器的侧面，图5（b）是散热器的侧面。 5辅助电源三菱使用基于容量为180kva的两级逆变器和3.3kv400a的ipm模块的辅助电源。主电路的非缓冲设计集成了各种保护功能和低电感母线，与以前的变频电源相比，它们的体积更小，重量更轻且更可靠。图6显示了辅助电源。 hvipm模块的冷却方法是通过纯水热管方法完成的，这也可以减小尺寸和重量。其中，ipm模块安装在热管的前面，在维护过程中很容易够到和更换。可以通过缩短母线来进一步减小电感，例如将滤波电容器放置在ipm下，或者使用叠层铜排（上排和下排分别连接到+极性）。零件总数