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有关工业机器配件的内容：主逆变器的输出为驱动系统输出功率，辅助逆变器向一般设施输出电力，如空调系统和照明系统。主变压器和主逆变器是整个牵引系统的关键部件。高压电源模块主要用于主逆变器，可以处理高功率并能够在恶劣条件下工作，具有高开关频率和变化的负载曲线。从列车应用的角度来看，对具有处理更高电压和更高电流能力的电源模块存在巨大需求，以提高转换效率并减小系统尺寸。对功率转换的要求相同，模块可以处理的功率越大，大多数相关电路和无源元件的尺寸越小，因此整个系统可以更小更轻，这对整个列车的性能来说非常重要。

图2：用于铁路运输的大功率SiIGBT模块图2显示了用于轨道牵引系统的动力装置的功率密度发展趋势。如今，地铁/地下等城市轨道交通采用1.7kV至3.3kV的IGBT模块，货运和高速铁路运输应用采用3.3kV至6.5kV的高压模块。但在铁路运输系统中，当发生恶劣的环境时，基于Si的高功率模块会出现频繁的高温冲击，极端的热机械应力，频繁的电压和电流尖峰以及由于不同的气候和地质条件导致的冷却不良等问题，因此SiC器件的宽禁带半导体功率器件应运而生。

高功率Si器件和SiC器件图3：（a）列车驱动系统、功率二极管、（b）晶闸管和GOT、（c）IGBT（d）SiCMOSFET中使用的功率半导体器件图3显示了主要类型的功率模块，例如基于Si的功率二极管，晶闸管，GTO，IGBT以及基于SiC的MOSFET。如图3（a）和（b）所示的压装电源模块主要用于HVDC和FACTS应用，具有电流密度高，双面冷却，无爆炸，无键合线可靠性高等优点。然而，较高的封装成本和缺少绝缘散热器是这种封装技术的主要缺点。如图3（c）和（d）所示的传统模块封装技术在牵引系统中更受欢迎，在模块封装中采用精心设计的工艺，成本可以保持在较低水平，同时提供相对更好高的功率处理能力和可靠性。

SiC器件在轨道运输方面具有巨大潜力，相对于Si材料，SiC材料的带隙和导热率高3倍，阻断电压高10倍，电子饱和速度高2倍。因此，SiC器件可以阻止更高的电压，在更高的开关频率和高温下工作，并且耗散更低的损耗。SiC器件对辅助冷却系统和无源元件的要求较低，因此SiC器件的应用可以减小电力系统的尺寸，提高列车电气系统的效率。图4：SiC与Si基器件动态和损耗特性的性能比较如图4所示，与传统的Si功率器件相比，SiC器件具有更好的动态性能。IGBT的Si二极管的恢复电流对图4（a）所示的1d虚线圆中的过电流起到作用，在开关上表现出大的损耗。

资讯来源：汕头罗克自动化  

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