牵引逆变器作用(国内首台全碳化硅牵引逆变器通过载客运营“大考”)

Posted 2023-06-02

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牵引逆变器作用(国内首台全碳化硅牵引逆变器通过载客运营“大考”)

近日，深圳地铁集团有限公司与中车株洲电力机车研究所有限公司联合开展的《地铁列车全碳化硅牵引逆变器研制项目》，通过了中国城市轨道交通协会技术装备专业委员会专家评审，标志着国内首台全碳化硅牵引逆变器完成载客运营“大考”。行业人士预测，在“碳达峰、碳中和”主题之下，碳化硅有望加速进军轨道交通领域，未来轨道交通采用碳化硅将是大势所趋！

深圳碳化硅地铁通过评审

节能10%，省15亿度电

中车株洲所与深圳地铁集团联合自主研发的国内首台地铁列车全碳化硅牵引逆变器，是基于最新一代宽禁带器件，3300V等级高压大功率SiC（碳化硅） MOSFET的高频化应用。通过从基础理论、关键技术、系统集成、试验考核等层面开展研究，该项目突破了全碳化硅器件应用、电路拓扑、高频控制等关键技术，打破国外行业技术的垄断，形成高频、高效、低耗的地铁牵引系统解决方案。特别是在节能化方面表现优异，经装车试验测试，同比传统硅基IGBT牵引逆变器的传动系统，综合能耗降低10%以上，牵引电机在中低速段噪声同比下降5分贝以上，温升同比降低40℃以上。

目前，该牵引逆变器已在深圳地铁1号线车辆上，无故障运营5个月以上，累计载客公里数超过6.5万公里。通过现场查看、审阅资料和质询讨论，评审专家组认为自主研发的全碳化硅牵引逆变器载客运营考核结果表明，其各项性能参数均达到世界先进水平，实现了预期项目效果，具备推广应用价值和前景，一致同意通过评审。

根据中国城市轨道交通协会数据，2019年，全国城轨交通总电能耗152.6亿度电，如果采用碳化硅，全国城轨可节省15.26亿度电，省下来的电足够整个北京的轨道交通使用（2015年14亿度）。

国内已有5条碳化硅地铁

轨交采用碳化硅将是大势所趋？

“一代器件、一代装置、一代应用，碳化硅技术的发展带来了轨道交通领域变流行业的技术革新。”株洲所轨交技术中心副主任刘雄介绍，传统硅基IGBT的功率与开关频率的发展已经接近极限，而碳化硅能够有效提升开关频率，降低开关损耗，其高频化可以进一步降低无源器件的噪声、温度、体积与重量，提升装置应用的机动性、灵活性，是新一代牵引逆变器技术的主流发展方向。

全碳化硅牵引逆变器项目的成功，将为落实“双碳战略”，加速轨道交通领域的技术创新与产品应用的快速转换，推动轨道交通产业向绿色、低碳方向发展提供新的选择。

据不完全统计，目前国内已有5条地铁采用了碳化硅技术，包括深圳地铁1号线、西安地铁4号线、上海地铁6号线、8号线，苏州地铁3号线。（如有遗漏，欢迎留言补充）

行业人士预测，在“碳达峰、碳中和”主题之下，碳化硅有望加速进军轨道交通领域，未来轨道交通采用碳化硅将是大势所趋！

延展资料

中国、日本、欧洲的轨道交通都已开始采用全碳化硅技术。

目前，中国的中车、天岳，日本的东芝、三菱、日立，以及欧美的科锐、英飞凌，都已在发力轨道交通。

此外，碳化硅也进入了高铁领域，日本N700S新干线、西门子Velaro列车都在采用，它甚至将成为中国、日本、德国等高铁企业争夺全球市场的关键技术，未来几年的年复增长率将达到55%。

行业人士认为，我国高铁建设目前已拥有世界领先水平，中国巨大的应用需求是国产碳化硅的“沃土”，但牵引用SiC电力电子器件及应用尚处于初期阶段。不过，他认为高效、高功率的SiC器件将在高铁机车领域实现更广泛的应用。

来源：轨道交通网、美丽株洲所