毕业设计（论文）-电工电子器件在电力机车上的应用.doc

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1、 毕业设计论文电工电子器件在电力机车上的应用 黑龙江交通职业技术学院2021年11月 毕业设计论文电力电子器件在电力机车上的应用姓名：指导教师：专业：铁道机车车辆电力机车专业学院：机车车辆学院答 辩 日 期：2021年12月单位：黑龙江交通职业技术学院毕业设计论文开题报告题目：电力机车上下压试验1 本课题的来源、选题依据： 电力机车的高压试验、低压试验是机车组装完成之后对机车各部件进行调整和整定必不可少的工作之一。2 本课题的设计研究意义相关技术的现状和开展趋势：目前国内交直传动电力机车大局部试验通过人为直接操作，检验结果也都是通过直接观察、直接测量来实现。相比进口交流传动机车，国内交直传动电

2、力机车的调试手段要显得落后一些。3 本课题的根本内容、重点和难点，拟采用的实现手段途径：可以另附页 电力机车高压试验及电力机车低压试验的程序及要求。使学生比。4 文献综述列出主要参考文献的作者、名称、出版社、出版时间以及与本课题相关的主要参考要点： 指导教师意见： 指导教师： 年 月 日专业部意见： 签字 年 月 日中期进展情况检查表年 月 日课题名称电工电子器件的应用学生姓名唐亮学 号202129040专 业铁道机车车辆电力方向指导教师陈同一职 称工程师主要研究内容及进展 电工电子器件如二极管晶闸管等，所组沉的半控，全控整流电路，对机车的控制，在机车牵引制动是起到的作用，极其电路的结构特点。

3、尚须完成的任务 在半控以及全控电路中，仍有缺乏。需要改良。存在的主要问题及解决措施存在的问题：对于控制电路知识没有具体了解解决措施：向专业老师咨询和查阅相关资料指导教师审查意见专业部审查意见摘 要主要介绍的器件有二极管，晶闸管，以及组成的IGBT，他们的结构特点。极其在电力机车上的应用，所组成的半控电路，全控电路，不可控电路对电力机车的作用，和电路的结构特点。在应用上的考前须知对机车完成的操控。以及对电路图的全面剖析更深刻的了解作用。关键词：二极管；晶闸管；电路图AbstractExternally pressurized gas bearing has been widely used in

4、 the field of aviation, semiconductor, weave, and measurement apparatus because of its advantage of high accuracy, little friction, low heat distortion, long life-span, and no pollution. In this thesis, based on the domestic and overseas researchingKeywords: Diode thyristor;，circuit diagram;目 录摘 要II

5、IABSTRACTIV第1章 绪 论11.1 课题背景及研究的目的和意义11.2 电力机车的电子器件有哪些结构特点的简单介绍。11.3二极管与晶闸管所组成的半控电路特点11.4晶闸管组成全控电路在电力机车的特点1第2章半控桥氏整流电路的结构与分析21.1二极管特性21.2二极管组成的中点抽头式全波整流电路工作原理31.3二极管组成的桥式全波整流工作原理31.4二极管与晶闸管所组成的三段不等分桥式整流电路原理41.5电路的构成及工作特点51.5三段不等分半空桥在点开机车上的应用61.6本章小结7第3章 晶闸管组成的全控桥解析及其应用82.1 晶闸管特性82.2晶闸管的工作原理92.3晶闸管组成的

6、三相桥式全控电路原理92.4机车实现再生制动102.5本章小结11第4章 IGBT的原理及其应用123.1.IGBT的根本介绍123.2.IGBT的结构点123.3.IGBT两种工作状态133.4.IGBT在电力机车上的应用153.5.IGBT保管时的考前须知153.6本章小结15结论16参考文献17致谢18第1章 绪 论1.1 课题背景及研究的目的和意义电力机车电路中电子器件对电力机车起到重大作用，对电压的调节，减少谐波干扰，机车启动时对电压电流的调节。其中的器件有二极管，晶闸管，等他们的应用.1.2 电力机车的电子器件有哪些结构特点的简单介绍。二极管，晶闸管，等最根本的电子器件,IGBT在

7、机车上的应用。1.3二极管的结构特点 二极管是由一个PN结构成的半导体器件，即将一个PN结加上两条电极引线做成管芯，并用管壳封装而成。P型区的引出线称为正极或阳极，N型区的引出线称为负极或阴极，如下图。普通二极管有硅管和锗管两种，它们的正向导通电压PN结电压差异较大，锗管为0.20.3V，硅管为0.60.7V。1.4晶闸管结构特点 1晶闸管的结构 晶闸管是一种4层功率半导体器件，具有3个PN结，其内部的构造、外形和电路符号如下列图所示。其中，最外层的P区和N区分别引出两个电极，称为阳极A和阴极K，中间的P区引出控制极或称门极。2晶闸管的特点： 具有体积小、结构相对简单、功能强等特点，是比拟常用

8、的半导体器件之一。工作特性是“一触即发。但是，如果阳极或控制极外加的是反向电压，晶闸管就不能导通。控制极的作用是通过外加正向触发脉冲使晶闸管导通，却不能使它关断。那么，用什么方法才能使导通的晶闸管关断呢?使导通的晶闸管关断，可以断开阳极电源(图中的开关S)或使阳极电流小于维持导通的最小值(称为维持电流)。如果晶闸管阳极和阴极之间外加的是交流电压或脉动直流电压，那么，在电压过零时，晶闸管会自行关断。第2章半控桥氏整流电路的结构与分析 晶闸管二极管 图二极管与晶闸管实物图1.1二极管特性在电子电路中，将二极管的正极接在高电位端，负极接在低电位端，二极管就会导通，这种连接方式，称为正向偏置。当加在二

9、极管两端的正向电压很小时，二极管仍然不能导通，流过二极管的正向电流十分微弱。只有当正向电压到达某一数值(这一数值称为“门槛电压，锗二极管约为0.2V,硅二极管约为0.6V)以后，二极管才能直正导通。导通后二极管两端的电压根本上保持不变(锗二极管约为0.3V,硅二极管约为0.7V),称为二极管的“正向压降在电子电路中，二极管的正极接在低电位端，负极接在高电位端，此时二极管中几乎没有电流流过，此时二极管处于截止状态，这种连接方式，称为反向偏置。二极管处于反向偏置时，仍然会有微弱的反向电流流过二极管，称为漏电流。当普通二极管两端的反向电压增大到某一数值，反向电流会急剧增大，二极管将失去单方向导电特性

10、，二极管会反向热击穿而损坏。1.2二极管组成的中点抽头式全波整流电路工作原理如图中牵引变压器二次侧绕组分成oa,ob两段，两段电压大小相等，方向相反，整流元件VD1，VD2的正极分别与二次侧绕组a,b点相接，负极相互连接在一起，牵引变压器的一端与变压器二次侧绕组的中点o点相接，另一端经平波电抗器PK与整流电路的输出端即整流元件的负极相连。 电路正常工作，当变压器二次侧正半周a点为高电位时，整流元件VD1导通电流由a点经整流元件VD1，平波电抗器PK，牵引电动机M回到O点，构成一闭合回路。此时，整流元件VD2因承受反向电压而截止，当变压器二次侧负半周b点为高电位时，整流元件VD2导通，电流由b点

11、经过整流元件VD2，平波电抗器PK，牵引电动机M回到o点，也构成一闭合回路。此时，整流元件VD1因承受反向电压而截止。由此可知，在交流电压正负两个半周内，变压器二次侧绕组oa,ob交替流过电流而牵引电动机M中那么始终流过连续不断的方向不变的电流，保证了直流牵引电动机的正常工作。1.3二极管组成的桥式全波整流工作原理桥式整流器利用四个二极管，两两对接。输入正弦波的正半局部是两只管导通，得到正的输出；输入正弦波的负半局部时，另两只管导通，由于这两只管是反接的，所以输出还是得到正弦波的正半局部。 桥式整流器对输入正弦波的利用效率比半波整流高一倍。桥式整流是交流电转换成直流电的第一个步骤.如图在整流元

12、件D4D3接成一个电桥形式，这样会使变压器二次侧绕组ab接到电桥一对角线的mn两点，造成牵引电动机M经平波电抗器PK与电桥的另一对角线cd相连。那么在机车电路工作正常的情况下，当变压器二次侧电压正半周a点为高电位时，会使整流元件D4VD2导通，整流电流由绕组a点经整流元件D4，平波电抗器PK，牵引电动机M整流元件D3回到绕组b点，此时这样会使整流元件D1，D3承受反向电压而截止，在变压器二次侧电压负半周b点为高电位时整流元件D1，D3导通，整流电流由b点经过整流元件D3，平波电抗器PK，牵引电动机M，整流元件D4回到a点，此时整流元件VD1，VD3因承受反向电压而截止，由此可见在交流电压的正负

13、半周内都有电流流过变压器二次侧绕组且方向不同，虽然这样而牵引电动机M中那么始终流过方向不变的电流。1.4二极管与晶闸管所组成的三段不等分桥式整流电路原理如下图随着桥段数的增多，机车的功率因数将有所提高，但物极必反段数的增多会使牵引变压器二次侧绕组分段数相应增加，整流桥臂数增加，整流原件的量增多，会使主电路复杂控制系统复杂，给检修带来了负担，但段数不多于4。这样既能实现对机车的调节，也不会为维修带来麻烦，绝对的经济性价比，随着社会生产和科学技术的开展，整流电路在自动控制系统、测量系统和励磁系统等领域的应用日益广泛。常用的三相整流电路有三相桥式不可控整流电路、三相桥式半控整流电路和三相桥式全控整流

14、电路，由于整流电路涉及到交流信号、直流信号以及触发信号，同时包含晶闸管、电感、电阻等多种元件，采用常规电路分析方法显得相当繁琐，高压情况下实验也难顺利进行。Matlab提供的可视化仿真工具Simtlink可直接建立电路仿真模型，随意改变仿真参数，并且立即可得到任意的仿真结果，直观性强，进一步省去了编程的步骤。本文利用Simulink对三相桥式全控整流电路进行建模，对不同控制角、桥故障情况下进行了仿真分析，既进一步加深了三相桥式半控整流电路的理论，同时也为现代电力实验教学奠定良好的实验根底。1.5电路的构成及工作特点 1.第一段控制a2x2-VT1 VT2 VD1 VD2工作，这样会使大桥调压晶

15、闸管的控制角1，VT3VT6晶闸管封锁，也就是第二段桥晶闸管的控制角2和第三段桥晶闸管的控制角3均为到达最大值。这是后电流流过的路径是a2VD1PKMVD4VD3VT2x2 整流输出电压的平均值为U=1/2Ud(1+cos)当=时；Ud=0当=0时；Ud=0.9U2.第二段控制2. 维持VT1，VT2满开放=0，a4b4VT3 VT4 VD3 VD4四臂小桥调压VT5,VT6封锁3=。正半周期负载电流流过的路径为a2VD1PKMVT4b4a4VD3VT2x2.此时输出电压3. Ud=1/8Ud(5+cos)当2=时；Ud=1/2U0当2=0时Ud=3/4U03.第三段控制3. 维持VT1,VT

16、4满开放即1=0，2=0，b4x4VT5 VT6 VD3 VD4 调压桥调压，负载电流流过三段变压器和三段半控桥。正半周期负载电流过的路径为a2VD1PKMVT6x4b4a4vd3vt2x2.此时的平均电压值Ud=1/8Ud0(5+cos)当3=时；Ud=4/3Ud0当3=0时；Ud=Udo1.5三段不等分半空桥在点开机车上的应用三段不等分半控桥整流电路最主要的作用是提高功率因数和抗谐波干扰，采用相控调压的电力机车其功率因数较低，不仅降低了设备的利用率，而且谐波含量高，影响了电网的供电质量，对电网造成严重的污染。随着机车单功率的增加及大功率的电力半导体器件在电力机车上的应用日益广泛提供功率因数

17、减少谐波干扰已经成为重要课题。之一方法能提高机车的功率因数和降低谐波分量，但段数过多会使变压器抽头数增多，整流装置复杂，即使是多段桥，其电子控制增加从移相桥到开关桥；逻辑转换的复杂性，在一定的程度上会降低机车运行的可靠性，一般不超过四个。在机车启动时要求电压不能过大，因此利用的三段不等分半空桥是电压逐级增加使机车完成启动。并且实现无极调速，使机车完成平滑启动。1.6本章小结介绍了由二极管和晶闸管所组成的三段不等分半控电路的特点及其原理。更加透彻清晰的了解到了半控电路在电力机车上起到作用的重要性。每一段整整流调压的原理，其中利用了二极管的诸多特性。半控电路的抗谐波干扰能力以及提高功率因数都做了简

18、单的介绍。第3章 晶闸管组成的全控桥解析及其应用2.1 晶闸管特性 在电子电路中，二极管的正极接在低电位端，负极接在高电位端，此时二极管中几乎没有电流流过，此时二极管处于截止状态，这种连接方式，称为反向偏置。二极管处于反向偏置时，仍然会有微弱的反向电流流过二极管，称为漏电流。当普通二极管两端的反向电压增大到某一数值，反向电流会急剧增大，二极管将失去单方向导电特性，二极管会反向热击穿而损坏。IG=0时，器件两端施加正向电压，为正向阻断状态，只有很小的正向漏电流流过，正向电压超过临界极限即正向转折电压 Ubo，那么漏电流急剧增大，器件开通随着门极电流幅值的增大，正向转折电压降低导通后的晶闸管特性和

19、二极管的正向特性相仿晶闸管本身的压降很小，在1V左右导通期间，如果门极电流为零，并且阳极电流降至接近于零的某一数值IH以下，那么晶闸管又回到正向阻断状态。IH称为维持电流。晶闸管上施加反向电压时，伏安特性类似二极管的反向特性晶闸管的门极触发电流从门极流入晶闸管，从阴极流出阴极是晶闸管主电路与控制电路的公共端门极触发电流也往往是通过触发电路在门极和阴极之间施加触发电压而产生的晶闸管的门极和阴极之间是PN结J3，其伏安特性称为门极伏安特性。为保证可靠、平安的触发，触发电路所提供的触发电压、电流和功率应限制在可靠触发区。2.2晶闸管的工作原理晶闸管在工作过程中，它的阳极A和阴极K与电源和负载连接，组

20、成晶闸管的主电路，晶闸管的门极G和阴极K与控制晶闸管的装置连接，组成晶闸管的控制电路。1. 晶闸管承受反向阳极电压时，不管门极承受何种电压，晶闸管都处于反向阻断状态。2. 晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才导通。这时晶闸管处于正向导通状态，这就是晶闸管的闸流特性，即可控特性。3. 晶闸管在导通情况下，只要有一定的正向阳极电压，不管门极电压如何，晶闸管保持导通，即晶闸管导通后，门极失去作用。门极只起触发作用。4. 晶闸管在导通情况下，当主回路电压或电流减小到接近于零时，晶闸管关断2.3晶闸管组成的三相桥式全控电路原理 三相桥式全控整流电路根本工作原理 三相桥式全控整流

21、电路电路主电路结构如下列图1所示，其根本工作原理分析如下： 在三相桥式全控整流电路中，对共阴极组和共阳极组是同时进行控制的，控制角都是。由于三相桥式整流电路是两组三相半波电路的串联，因此整流电压为三相半波时的两倍。很显然在输出电压相同的情况下，三相桥式晶闸管要求的最大反向电压，可比三相半波线路中的晶闸管低一半为了分析方便，使三相全控桥的六个晶闸管触发的顺序是1-2-3-4-5-6，晶闸管是这样编号的：晶闸管KP1和KP4接a相，晶闸管KP3和KP6接b相，晶管KP5和KP2接c相晶闸管KP1、KP3、KP5组成共阴极组，而晶闸管KP2、KP4、KP6组成共阳极组。 为了搞清楚变化时各晶闸管的导

22、通规律，分析输出波形的变化规那么，下面研究几个特殊控制角，先分析=0的情况，也就是在自然换相点触发换相时的情况。 为了分析方便起见，把一个周期等分6段 第1段期间，a相电压最高，而共阴极组的晶闸管KP1被触发导通，b相电位最低，所以供阳极组的晶闸管KP6被触发导通。这时电流由a相经KP1流向负载，再经KP6流入b相。变压器a、b两相工作，共阴极组的a相电流为正，共阳极组的b相电流为负。加在负 载上的整流电压为 ud=ua-ub=uab 经过60后进入第(2)段时期。这时a相电位仍然最高，晶闸管KPl继续导通，但是c相电位却变成最低，当经过自然换相点时触发c相晶闸管KP2，电流即从b相换到c相，

23、KP6承受反向电压而关断。这时电流由a相流出经KPl、负载、KP2流回电源c相。变压器a、c两相工作。这时a相电流为正，c相电流为负。在负载上的电压为ud=ua-uc=uac 再经过60，进入第(3)段时期。这时b相电位最高，共阴极组在经过自然换相点时，触发导通晶闸管KP3，电流即从a相换到b相，c相晶闸管KP2因电位仍然最低而继续导通。此时变压器bc两相工作，在负载上的电压为 ud=ub-uc=ubc 以此类推。2.4机车实现再生制动再生制动在电力机车、有轨电车、无轨电车及纯电动或混合动力汽车上常见。电力机车、有轨电车、无轨电车通常是把产生的电能输回接触网，而汽车那么可能把电能储在飞轮、电池

24、或电容器之内。传统的的动力制动那么会把电能在电阻转成热能后逸散。最普通的制动方法会把车的动能，以摩擦直接转化成热能。“再生制动和另一种原理接近，但较为简单的“动力制动(Dynamic Braking)，那么是把电动机转成发电机使用，把车辆的动能转成电能。动力制动通常只会把产生的电，经过电阻转成无用的热放走。而再生制动那么会把电力储起来或透过电网送走，再生循环使用。使用再生制动的车辆仍然会有传统的摩擦制动，提供快速、强力的制动。一般的再生制动只会把约30%的动能再生使用，其余的动能还是成为热。这效率根据不同的使用环境而有所不同。将牵引电机的电动机工况转变为发电机工况，将列出动能转化为电能，电能通

25、过转换电器和受电弓反应给供电触网，可提供应相邻运行的列车使用的制动方式。2.5本章小结介绍了晶闸管的单行导电性放大特性，其组成的三相全控整流电路的根本原理。利用晶闸管单向导电的可控性，把交流电整流成电压可调的直流电。这种可调的直流电源，广泛地应用于电解，电镀，充电，励磁，及合闸操作电源等领域。另一个主要用这是做成直流拖动的调速装置。以往对于要求调速或起制动性能较高的拖动装置，一般均采用电动机发电机变流机组来得到可控直流电压，以实现控制要求。晶闸管问世以后，静止的可控整流装置，以它一系列的优点代替了机组，并可得到更佳的静态及动态指标。在海上石油钻井平台，目前从电动机，到各中小型辅助机械的直流电动

26、机中，均采用晶闸管供电或励磁的调速装置。以及在全控电路上的应用，机车再生制动的原理实现了电能的在此利用，节约能源。第4章 IGBT的原理及其应用3.1.IGBT的根本介绍IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型功率管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式电力电子器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常

27、适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域.3.2.IGBT的结构点如下图为一个N沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构， N+区称为源区，附于其上的电极称为源极即发射极E。P+区称为漏区。器件的控制区为栅区，附于其上的电极称为栅极即门极G。沟道在紧靠栅区边界形成。在C、E两极之间的P型区包括P+和P-区沟道在该区域形成，称为亚沟道区Subchannel region。而在漏区另一侧的P+区称为漏注入区Drain injector，它是IGBT特有的功能区，与漏区和亚沟道区一起形成PNP双极晶体管，起发射极的作用，向漏极注入空穴，进行导电调制，以

28、降低器件的通态电压。附于漏注入区上的电极称为漏极即集电极C。IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道，给PNP(原来为NPN)晶体管提供基极电流，使IGBT导通。反之，加反向门极电压消除沟道，切断基极电流，使IGBT关断。IGBT的驱动方法和MOSFET根本相同，只需控制输入极N-沟道MOSFET，所以具有高输入阻抗特性。当MOSFET的沟道形成后从P+基极注入到N-层的空穴少子，对N-层进行电导调制，减小N-层的电阻，使IGBT在高电压时，也具有低的通态电压IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道，给PNP(原来为NPN)晶体管提供基极电流，使IGBT导通。反之，加反向门极电压消

29、除沟道，切断基极电流，使IGBT关断。IGBT的驱动方法和MOSFET根本相同，只需控制输入极N-沟道MOSFET，所以具有高输入阻抗特性。当MOSFET的沟道形成后从P+基极注入到N-层的空穴少子，对N-层进行电导调制，减小N-层的电阻，使IGBT在高电压时，也具有低的通态电压3.3.IGBT两种工作状态1 静态特性IGBT 的静态特性主要有伏安特性、转移特性和开关特性。 IGBT 的伏安特性是指以栅源电压Ugs 为参变量时，漏极电流与栅极电压之间的关系曲线。输出漏极电流比受栅源电压Ugs 的控制，Ugs 越高， Id 越大。它与GTR 的输出特性相似也可分为饱和区1 、放大区2 和击穿特性

30、3 局部。在截止状态下的IGBT ，正向电压由J2 结承当，反向电压由J1结承当。如果无N+ 缓冲区，那么正反向阻断电压可以做到同样水平，参加N+缓冲区后，反向关断电压只能到达几十伏水平，因此限制了IGBT 的某些应用范围。 IGBT 的转移特性是指输出漏极电流Id 与栅源电压Ugs 之间的关系曲线。它与MOSFET 的转移特性相同，当栅源电压小于开启电压Ugs(th) 时，IGBT 处于关断状态。在IGBT 导通后的大局部漏极电流范围内， Id 与Ugs呈线性关系。最高栅源电压受最大漏极电流限制，其最正确值一般取为15V左右。 IGBT 的开关特性是指漏极电流与漏源电压之间的关系。IGBT

31、处于导通态时，由于它的PNP 晶体管为宽基区晶体管，所以其B 值极低。尽管等效电路为达林顿结构，但流过MOSFET 的电流成为IGBT 总电流的主要局部。此时，通态电压Uds(on) 可用下式表示 Uds(on) Uj1 Udr IdRoh 式中Uj1 JI 结的正向电压，其值为0.7 1V ；Udr 扩展电阻Rdr 上的压降；Roh 沟道电阻。 通态电流Ids 可用下式表示： Ids=(1+Bpnp)Imos 式中Imos 流过MOSFET 的电流。 由于N+ 区存在电导调制效应，所以IGBT 的通态压降小，耐压1000V的IGBT 通态压降为2 3V 。IGBT 处于断态时，只有很小的泄漏

32、电流存在。 2 动态特性IGBT 在开通过程中，大局部时间是作为MOSFET 来运行的，只是在漏源电压Uds 下降过程后期， PNP 晶体管由放大区至饱和，又增加了一段延迟时间。td(on) 为开通延迟时间， tri 为电流上升时间。实际应用中常给出的漏极电流开通时间ton 即为td (on) tri 之和。漏源电压的下降时间由tfe1 和tfe2 组成。 IGBT的触发和关断要求给其栅极和基极之间加上正向电压和负向电压，栅极电压可由不同的驱动电路产生。中选择这些驱动电路时，必须基于以下的参数来进行：器件关断偏置的要求、栅极电荷的要求、耐固性要求和电源的情况。因为IGBT栅极- 发射极阻抗大，

33、故可使用MOSFET驱动技术进行触发，不过由于IGBT的输入电容较MOSFET为大，故IGBT的关断偏压应该比许多MOSFET驱动电路提供的偏压更高。 IGBT在关断过程中，漏极电流的波形变为两段。因为MOSFET关断后，PNP晶体管的存储电荷难以迅速消除，造成漏极电流较长的尾部时间，td(off)为关断延迟时间，trv为电压Uds(f)的上升时间。实际应用中常常给出的漏极电流的下降时间Tf由图中的t(f1)和t(f2)两段组成，而漏极电流的关断时间 t(off)=td(off)+trv十t(f) 式中，td(off)与trv之和又称为存储时间。 IGBT的开关速度低于MOSFET，但明显高于

34、GTR。IGBT在关断时不需要负栅压来减少关断时间，但关断时间随栅极和发射极并联电阻的增加而增加。IGBT的开启电压约34V，和MOSFET相当。IGBT导通时的饱和压降比MOSFET低而和GTR接近，饱和压降随栅极电压的增加而降低。 正式商用的IGBT器件的电压和电流容量还很有限，远远不能满足电力电子应用技术开展的需求；高压领域的许多应用中，要求器件的电压等级到达10KV以上，目前只能通过IGBT高压串联等技术来实现高压应用。国外的一些厂家如瑞士ABB公司采用软穿通原那么研制出了8KV的IGBT器件，德国的EUPEC生产的6500V/600A高压大功率IGBT器件已经获得实际应用，日本东芝也

35、已涉足该领域。与此同时，各大半导体生产厂商不断开发IGBT的高耐压、大电流、高速、低饱和压降、高可靠性、低本钱技术，主要采用1m以下制作工艺，研制开发取得一些新进展。3.4.IGBT在电力机车上的应用IGBT斩波控制器主要用于防爆特殊型蓄电池电机车，控制机车的前进、后退、启动、调速、运行及制动IGBT斩波控制器的操作面板上安装有调速手柄、换向开关、灯开关、喇叭按钮。箱体内部安装有换向触头、接触组、数字电压表、霍尔速度给定器、照明用电源盒及斩波器。调速手柄用于控制机车的启、调速、全速以及停止，它与换向开关设有互锁装置。换向开关由两组接触组成，完成两台电动机“0位、“向前“向后三个工作状态的转换。

36、斩波器由IGBT、续流二极管、电解电容、无感电容、 霍尔电流传感器及控制驱动盒电路等组成。霍尔速度给定器能发出速度给定信号。3.5.IGBT保管时的考前须知1. 一般保存IGBT模块的场所，应保持常温常湿状态，不应偏离太大。常温的规定为5 35 ，常湿的规定在4575左右。在冬天特别枯燥的地区，需用加湿机加湿; 2. 尽量远离有腐蚀性气体或灰尘较多的场合； 3. 在温度发生急剧变化的场所IGBT模块外表可能有结露水的现象，因此IGBT模块应 放在温度变化较小的地方； 4. 保管时，须注意不要在IGBT模块上堆放重物； 5. 装IGBT模块的容器，应选用不带静电的容器。3.6本章小结了解电力机车

37、上IGBT的功能极其作用。和它的工作原理。这样更能比拟出电力机车在开展过程中对于新技术应用的重要性。也体会到了IGBT的重要性。IGBT模块具有较多的优良特性使他得到广泛使用和普及，已经应用到电力电子各个方面。了解它才能好的创新它。结论在二极管与晶闸管这些电工电子器件中要是得到合理的运用那就会发挥出非常大的作用，每个电路有不同的结构特点，他们应用的方向有相同有不同。复杂程度不同性价比也不同但是唯一的相同点都是人们对知识的掌握对各个电子器件的了解程度。不可控整流电路完全由不可控二极管组成，电路结构一定之后其直流整流电压和交流电源电压值的比是固定不变的。虽然结构简单但是应用局限性较大。半控整流电路

38、由可控元件和二极管混合组成，在这种电路中，负载电源极性不能改变，但平均值可以调节。应用较为广泛在机车电路中起到至关重要的作用，但是随着电路要求的提高半控电路也会更复杂，希望未来可以改良半控电路。全控电路中实现了机车的再生制动提高了电能的利用率但是利用率比拟低，随着今后的科技开展提搞对在生能源的利用率对人类未来的开展有着重大意义。IGBT模块功能强大对电子方面应用广泛，是至今比拟成熟的电子设备。但是IGBT的存放有些局限性是它的应用范围受到影响，希望在以后的开展中能得到改良。参考文献1?模拟电子技术?中国铁道出版社，出版时间：2021-02-012?铁路职业技能鉴定参考丛书?出版社 中国铁道出版

39、社出版时间 2021/11/014韶山4型电力机车M。北京，中国铁道出版社.19985韶山8型电力机车M，北京，中国铁道出版社.1998.6韶山7E型电力机车M，北京，中国铁道出版社20047韶山9型电力机车M，北京，中国铁道出版社20058HXD3型电力机车，北京；中国铁道出版社20219华平，电力机车控制，北京；中国铁道出版社202110中华人民共和国铁道部，北京，中国铁道出版社，200711张有松韶山4型电力机车，北京，中国铁道出版社，2001致谢感谢我的指导老师对我的悉心教导，这么多天对我细心的帮助，不会或者有困惑的地方都提出了自己的看法，并且让我自主完成，还有线路老师，电机老师，在我涉及到不懂的专业知识都对我细心的指导，这三年来学校对我的培养我真心的感谢，一个论文的完成包含了很多人的帮助，同学们互相探讨，增进了友谊并且自己的知识面也得到了很大的提高，面对三年的毕业设计，里面凝结了三年所学到的知识，这篇论文不算出色，但是面对我自己努力的结果，我还是很欣慰的，觉得这三年没有白白浪费，论述的内容也许没有多么的精妙绝伦，但是希望给学弟学妹们一点点帮助，最后我感谢老师同学谢谢你们