中心議題：

• 世界各國軌道交通發展曆史介紹
• 交流變頻調速在軌道交通牽引係統中的應用

解決方案

• 采用交流傳動可以節能節油，經濟效益顯著
• 高壓大容量交流電動機控製係統與電力電子器件關係密切
• 高壓IGBT
  、IGCT等雙極型複合器件使得電力電子器件滿足高壓大容量交流電動機控製係統的需要

編者按：siwanyidejudatouziqiandonglemeiyigerendeshenjing，erqizhonghendayibufenjiangjizhongzaitielujianshefangmian
，erxibudakaifalibukaiguidaojiaotongdefazhan。xianzainachuzhepianjiuwenzhang
，suiranqizhongdeyixieshuofayijingguoshi
，biruwenzhongtidaodechoujiandejinghugaosuxianzaiyijingkaigong，danqizhongtidaodedianlidianzidejishuqushirengranduiyeneirenshijuyouqifayiyi。

dianqihuatieluhechengshiguidaojiaotongcongzhiliudaojiaoliuchuandongdexunmengfazhan，shihexinxingdedianlidianziqijiandefazhanmibukefende。yinweirenheyizhongxinqijiandechuxian，douhuiweidianlibianhuanjishuhekongzhijishudefazhanchuangzaotupokou，congerdafudutigaobianpinqidexingnenghekuodaqiyingyongfanwei。

dianqihuajiaotongyijingyoushangbainiandefazhanlishi，zaigongyefadaguojiaguangfandiyingyongyutieluhechengshiguidaojiaotongxitong。woguomuqiantieluhechengshiguidaojiaotongdefazhanyuguominjingjidexuqiujishijiexianjinshuipingxiangbi，haicunzaihendachaju。danshi
，tongguojidairendenuli
，yigejiaotongquanmiandianqihuaheqianyinjiaoliubianpinhuadeshidaizhengzaidaolai。

世界軌道交通電氣化的發展曆程
1879年5月31日，在德國柏林舉辦的世界貿易博覽會上
，由西門子和哈爾斯克公司展出了世界上第一條電氣化鐵路。這條鐵路長隻有300m，在上麵運行的電力機車隻有954kg，最高運行時速達13 km，看起來好像現在的電動玩具。但在其拖車上，確實能夠搭載數名乘客，在4個月的展覽期間共運送8萬多位乘客。這被認為是世界電氣化鐵路的先驅。1881年
，西門子和哈爾斯克公司又在柏林近郊的利希特菲爾德車站和軍事學院之間修建了一條長2 145m的電車線路，同年又在法國巴黎國際電工展覽會上展出了第一條長500m的由2條架空導線供電的電車線路
，這就為提高電壓、采用大功率牽引電動機創造了條件。這種電車形式的電氣化鐵路的出現，引起了西歐
、美國和日本的極大興趣，在接下來的一段時間，英國、瑞典、美國、日本、德國
、意大利也都紛紛興建了各自的電氣化鐵路。早期的電氣化鐵路大都采用低壓直流和三相交流供電，主要應用在市內交通
、近(jin)郊(jiao)線(xian)路(lu)和(he)工(gong)礦(kuang)線(xian)路(lu)上(shang)。隨(sui)著(zhe)工(gong)業(ye)的(de)發(fa)展(zhan)
，電(dian)氣(qi)化(hua)鐵(tie)路(lu)也(ye)開(kai)始(shi)發(fa)展(zhan)到(dao)城(cheng)市(shi)間(jian)的(de)幹(gan)線(xian)鐵(tie)路(lu)上(shang)來(lai)。但(dan)是(shi)由(you)於(yu)科(ke)學(xue)技(ji)術(shu)發(fa)展(zhan)水(shui)平(ping)的(de)製(zhi)約(yue)，交(jiao)流(liu)傳(chuan)動(dong)係(xi)統(tong)在(zai)電(dian)氣(qi)化(hua)鐵(tie)路(lu)的(de)機(ji)車(che)牽(qian)引(yin)中(zhong)並(bing)沒(mei)有(you)占(zhan)主(zhu)導(dao)地(di)位(wei)

，但(dan)是(shi)人(ren)們(men)對(dui)交(jiao)流(liu)傳(chuan)動(dong)的(de)追(zhui)求(qiu)和(he)探(tan)索(suo)一(yi)直(zhi)沒(mei)有(you)停(ting)止(zhi)。

20世紀50niandaihou，xifanggongyehuaguojiaweilemanzuriyizengchangdeyunshuxuqiu，kaishidaguimodijinxingtieluxiandaihuajianshe。geguodoukaishidaliangxingjiandianqihuatielu，dianqihuatieluzaizongdetielutongchelichengzhongsuozhanbiliyuelaiyueda，xiujiandeguojiayeyuelaiyueduo。jubuwanquantongji，dao2002年底
，全世界鐵路的總營業裏程為1 185 518．5km，其中沒有修建電氣化鐵道的國家和地區為64個，鐵路總營業裏程為105 054 km；已修建電氣化鐵道的國家和地區為65個
，鐵路總營業裏程為1 080 464．5 km，電氣化鐵道總營業裏程為261 688 km。已經興建了電氣化鐵路的國家的電氣化率為23％，歐洲國家的電氣化率達到了46％。共有11個國家(瑞士、瑞典、意大利、日本
、西班牙

、波蘭、俄羅斯、南非、德國、法國、烏克蘭)電氣化鐵道營業裏程在5 000km以上且電氣化率在40％以上，其中瑞士的電氣化率更是高達98％。

20世紀70年代以來，電力電子學和微電子技術的出現和進步
，又重新喚起人們對交流傳動係統的熱情。自1971年世界首台采用異步交流傳動係統的內燃機車DE2500問wen世shi以yi來lai，交jiao流liu傳chuan動dong係xi統tong以yi其qi突tu出chu的de優you越yue性xing受shou到dao了le各ge國guo鐵tie路lu運yun輸shu部bu門men的de關guan注zhu，獲huo得de了le長chang足zu的de發fa展zhan，並bing已yi基ji本ben取qu代dai了le直zhi流liu傳chuan動dong係xi統tong。與yu直zhi流liu傳chuan動dong機ji車che相xiang比bi

，交jiao流liu傳chuan動dong具ju有you無wu可ke比bi擬ni的de優you越yue性xing，這zhe已yi經jing在zai各ge國guo鐵tie路lu運yun輸shu係xi統tong中zhong得de到dao了le廣guang泛fan的de驗yan證zheng。交jiao流liu傳chuan動dong所suo用yong的de三san相xiang交jiao流liu異yi步bu電dian動dong機ji比bi直zhi流liu電dian動dong機ji的de功gong率lv／體積比和功率／重(zhong)量(liang)比(bi)更(geng)大(da)，無(wu)需(xu)經(jing)常(chang)維(wei)護(hu)，故(gu)障(zhang)率(lv)低(di)。異(yi)步(bu)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)恒(heng)功(gong)率(lv)區(qu)比(bi)直(zhi)流(liu)電(dian)動(dong)機(ji)大(da)許(xu)多(duo)
，轉(zhuan)速(su)更(geng)高(gao)
，起(qi)動(dong)牽(qian)引(yin)力(li)大(da)
，持(chi)續(xu)功(gong)率(lv)大(da)
，有(you)利(li)於(yu)實(shi)現(xian)重(zhong)載(zai)和(he)高(gao)速(su)牽(qian)引(yin)。交(jiao)流(liu)傳(chuan)動(dong)可(ke)以(yi)很(hen)容(rong)易(yi)地(di)實(shi)現(xian)電(dian)氣(qi)製(zhi)動(dong)
，大(da)大(da)減(jian)少(shao)製(zhi)動(dong)閘(zha)瓦(wa)的(de)消(xiao)耗(hao)
，並(bing)可(ke)以(yi)利(li)用(yong)製(zhi)動(dong)時(shi)反(fan)饋(kui)的(de)能(neng)量(liang)
，起(qi)到(dao)節(jie)能(neng)節(jie)油(you)的(de)作(zuo)用(yong)，經(jing)濟(ji)效(xiao)益(yi)顯(xian)著(zhu)。另(ling)外(wai)，交(jiao)流(liu)傳(chuan)動(dong)機(ji)車(che)的(de)一(yi)個(ge)突(tu)出(chu)的(de)優(you)點(dian)在(zai)於(yu)其(qi)優(you)良(liang)的(de)粘(zhan)著(zhe)特(te)性(xing)，由(you)於(yu)異(yi)步(bu)交(jiao)流(liu)電(dian)動(dong)機(ji)變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)係(xi)統(tong)具(ju)有(you)很(hen)硬(ying)的(de)機(ji)械(xie)特(te)性(xing)，車(che)輪(lun)更(geng)不(bu)容(rong)易(yi)打(da)滑(hua)或(huo)者(zhe)空(kong)轉(zhuan)。其(qi)次(ci)
，交(jiao)流(liu)傳(chuan)動(dong)電(dian)力(li)機(ji)車(che)牽(qian)引(yin)和(he)再(zai)生(sheng)工(gong)況(kuang)的(de)功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)均(jun)接(jie)近(jin)於(yu)1
，bujinjiangdiledianwangsunhaoerqiezaizaishengzhidongshikejianggaozhiliangdiannengfankuigeidianwang，xiaochuledianwangduixinhaohetongxinxitongdeganrao。zaizhe，jichecaiyongjiaoliuqianyindiandongjihou，huangxiazhongliangdadajianqing，gaishanlelunguidonglixuexingneng
，jiangdilejichelunyuanmohao。suizhecichangdingxiangshiliangkongzhihezhijiezhuanjukongzhidenggaoxingnengyibudiandongjikongzhicelvedeyingyong，jiaoliuchuandongjichedetiaosuxingnengyijingnenggoudadaoshenzhichaoguozhiliuchuandongjiche。biao1是國外比較有代表性的使用交流傳動的電力機車和電動車組。

大容量交流電動機控製係統的發展和電力電子器件的發展是休戚相關的。 80年代以來

，以GTO、BJT
、MOSFET為代表的自關斷器件有了長足的發展，尤其是出現了高壓IGBT、IGCT(IntegratedGate-CommutatedThyristor)為代表的雙極型複合器件，使得電力電子器件正沿著大容量
、高頻、易驅動、低損耗和智能模塊化的方向推進。伴隨著器件的發展
，高壓大容量交流電動機控製係統也日益高性能化。90年代在歐
、美
、日等發達國家與地區
，大功率半導體元件的應用已由晶閘管進入到GTO，甚至到高壓IGBT；機車電力傳動已由直流傳動全麵發展到交流傳動，直流傳動機車已停止生產，完成了向交流傳動的轉換。

ciwai
，jisuanjijishudefazhanshishifenfuzadejiaoliuchuandongkongzhibiandeyuelaiyuerongyishixian，congerjinyibucujinlejiaoliuchuandongjishudechengshuyufazhan。xinxingkeguanduangonglvqijianbuduanyongxian，qidianyahedianliuji開關頻率不斷提高，已完全能滿足機車車輛變流領域的需要。變流裝置結合完善的冷卻技術
、保護技術使其具有可靠
、無維修的優點。

在鐵路電氣化、牽引交流化的發展浪潮中，人們對鐵路運輸又提出了更高的要求，例如快速
、舒適，節能及減少汙染等。隨著科學技術的發展以及人們生產生活的需要
，高速電氣化鐵路已經成為現在世界鐵路的發展方向。1964年10月1日，日本東京至大阪的東海道新幹線開通運營
，拉開了世界高速鐵路發展的序幕。1981年以後，法國、德國、意大利
、西班牙等國相繼進行高速鐵路建設。法國的TGV，德國的ICE係列高速列車就是其中的代表。國際鐵路聯盟(UIC)曾經有過一個定義

，允許最高速度大於等於250km/h的鐵路新線或允許最高運營速度大於200km/h的鐵路既有線
，可以稱為高速鐵路。如今的高速列車早就采用了交流傳動並采用計算機進行控製，采用GTO以及更新的IGBT變流元件，運營速度可以達到300km/h，最新的法國的AGV列車和韓國的HSR350x列車時速可以達到350km。高速鐵路將傳統的發展了100多年的鐵路的固有優勢更加提升，在綜合交通運輸體係中與其他現代交通運輸方式相比具有如下優勢：1)最安全的大運能交通 高速鐵路現代化的、完善的安全保障技術

，可以防止人為的過失
、設備故障及自然災害等突發事件引起的事故。2)高效節能的綠色交通 相對而言，按照每人km消耗能量計，高速鐵路比汽車和飛機要小得多。而且高速鐵路使用的是二次能源——電力，牽引無廢氣
、煤煙和粉塵汙染，噪聲也比高速公路小，占用的土地也要少得多。3)經濟和社會效益好 gaosutieluchuyuchanyelianhejiaotongliandedingduan，fazhangaosutielunenggouqidaoladongxiangguanchanyehexiangguanjiaotongdelongtouzuoyong。gaosutieluyanxiandiquhaiyouliyuxiyinrenkou，zengjiajiuyejihui，youzhuyugongshangqiyefazhanhezengjiachengshicaizhengshouru

，shiyitiaoshengqibobodejingjidai。

現在，越來越多的國家已經擁有了或者正在或者準備建設高速鐵路。截至2003 年底

，世界上時速超過250km的高速鐵路運營裏程已達到5 900km，還有近3 000km高速鐵路在建。計劃到2015年，世界上擁有高速鐵路的國家和地區將達到23個，總裏程會達到30 000km，歐洲地區將形成高速鐵路網聯通。表2所列的是到2002年底國外正在運營的高速鐵路概括。
鐵路電氣化的發展也帶動了城市軌道交通的發展

，地鐵、輕軌等城市軌道交通也已經采用交流傳動係統。隨著城市經濟
、文化活動的日益發展
，人口以及道路車輛的增加， 城市交通量與運能之間的矛盾日顯突出， 城市交通問題成為影響市民工作生活的突出問題，也成為製約城市經濟發展的重要障礙。另外

，由汽車帶來的廢氣、噪聲

、振zhen動dong等deng環huan境jing汙wu染ran也ye愈yu來lai愈yu引yin起qi人ren們men的de重zhong視shi。在zai這zhe樣yang的de背bei景jing下xia，世shi界jie各ge國guo紛fen紛fen開kai始shi采cai用yong立li體ti化hua的de快kuai速su軌gui道dao交jiao通tong係xi統tong來lai解jie決jue日ri益yi惡e化hua的de城cheng市shi交jiao通tong問wen題ti
，並bing且qie逐zhu步bu形xing成cheng了le目mu前qian以yi地di鐵tie為wei主zhu體ti
，多duo種zhong軌gui道dao交jiao通tong類lei型xing並bing存cun的de現xian代dai城cheng市shi軌gui道dao交jiao通tong發fa展zhan格ge局ju。其qi中zhong發fa展zhan最zui快kuai最zui多duo的de就jiu是shi地di鐵tie。地di鐵tie跟gen城cheng市shi中zhong其qi他ta交jiao通tong工gong具ju相xiang比bi，除chu了le有you運yun量liang大da、速度快、無汙染的優點外，還十分安全。1989年10月17日，美國舊金山海灣地區發生7.1級大地震
，正在運行的地鐵安然無恙。據日本地下鐵道協會統計
，到1999年全世界已有115個城市建成了地下鐵道線路總長度超過7 000 km。現在
，地鐵
、輕軌以及其他軌道交通在城市交通係統中正發揮著越來越重要的作用。
例如莫斯科地鐵是世界上最繁忙的地鐵之一
，800多萬莫斯科市民平均每人每天要乘坐一次地鐵
，地鐵擔負了該市客運量的44％。東京地鐵的營業裏程和年客運量與莫斯科地鐵十分接近。巴黎地鐵的日客運量已超過1000萬人次。紐約的公共交通以地鐵為主

，它的營業線路總長居世界首位，日客運量已達到2000萬人次

，占該市各種交通工具運量的60％。香港地鐵運行後大大緩解地麵交通，現在在公共交通市場的占有率達到47％。

我國軌道交通電氣化的發展和現狀
我國的電氣化鐵路建設
，是從新中國成立以後開始的
，比世界上其他幾個電氣化鐵路大國要晚半個多世紀。

1961年8月15日
，在新建的寶成線寶雞至鳳州段建成了我國第一條電氣化鐵路
，全長93km。在這之後
，由於各種各樣的原因，我國的電氣化鐵路建設處於一個緩慢發展的時期。改革開放以後，特別是20世紀80年代以後
，我國電氣化鐵路建設有了飛速發展。“六五”期間修建了電氣化鐵路2 507.53 km
，“七五”期間修建了2 787.10 km
，“八五”期間修建了3 012.21 km，“九五”期間修建了4 783.44 km
，而且還順利建成了我國第一條時速200 km的廣深準高速電氣化鐵路
，建設速度一年比一年快，建設規模也一年比一年大。進入21世紀，我國電氣化鐵路建設進一步加快，截止到2002年底，我國已建成了41條電氣化鐵路幹(支)線，電氣化鐵路建設裏程達到了18 615.73 km(營業裏程為18 115.1 km)，已經超過日本、印度，躍居亞洲第一位

，世界第三位
，成為世界電氣化鐵路大網中的一員。預計到2010年
，我國電氣化鐵路裏程將達到26 000 km。到2010年
，我國的5條主要繁忙長大幹線——京哈線

、京廣線、京滬線、隴海線和滬杭浙贛線都將全線實現電氣化，八縱八橫16條主通道將有12條基本建成電氣化鐵路；還將建成京沈
、京津
、滬杭
、長衡4條電氣化客運專線
；我國6個大區——西南
、西本、華北、中南、東北和華東的電氣化鐵路將基本連接成網
；我國第一條高速電氣化鐵路——京滬高速鐵路也將全麵動工興建。到那時
，我國鐵路電氣化率預計將達到34.6%(約占國家鐵路營業裏程的40％以上)，電氣化鐵路複線率將增加到68.9％，電氣化鐵路承擔的客貨運量將占鐵路總運量的65％以上。

基本上與鐵路的電氣化進程同步，我國的電力機車也經曆了“從無到有”，“從少到多”，“從低到高”的發展過程。1958年我國第一台幹線電力機車誕生
，實現了我國電力機車“零”的突破，電力機車產品“從無到有”； 1985年我國第一台相控電力機車——8軸SS4機車誕生，其後1990年SS5相控4軸客運電力機車
、1991年SS6相控6軸客貨兩用電力機車、1992年SS7相控6軸機車、1994年SS8相控4軸準高速客運電力機車等的研製成功，形成我國第三代電力機車的多機型係列化， 電力機車品種“從少到多”
；1996年我國第一台微機控製，架承式全懸掛輪對空心軸六連杆彈性傳動的準高速客運電力機車(1998年6月試驗最高速度達到240 km/h) 與yu交jiao流liu傳chuan動dong電dian力li機ji車che的de研yan製zhi成cheng功gong，標biao誌zhi著zhe我wo國guo電dian力li機ji車che的de研yan製zhi進jin入ru了le高gao科ke技ji領ling域yu，實shi現xian了le從cong常chang速su到dao高gao速su和he從cong交jiao直zhi傳chuan動dong到dao交jiao直zhi交jiao傳chuan動dong的de兩liang個ge裏li程cheng碑bei式shi的de跨kua越yue
，我wo國guo電dian力li機ji車che在zai新xin技ji術shu領ling域yu實shi現xian了le“從低到高”。另外，在內燃機車方麵，交流傳動也在逐漸地取代直流傳動。1999年9月8日，我國首台交流傳動內燃機車在青島四方機車車輛廠誕生。這台被命名為“捷力號”機車的誕生
，是我國內燃機車發展史上又一個新的裏程碑

，標誌著我國交流傳動內燃機車實現了“零”的突破。

此外
，我國也在加緊準備高速列車的建設工作
，正在籌建的京滬高速鐵路計劃鐵路長度約為1 300 km，全線為複線、交流電氣化


，全部立體交叉；計劃最高速度目前為300 km/h

，將來要求達到350 km/h。京滬高速鐵路的建設
，必將推動中國高速鐵路的建設
，拉動相關產業的發展，而且也會帶動周邊地區經濟的發展。

隨著國民經濟的發展，我國的城市軌道交通建設也在不斷發展。進入21世紀，我國的城市軌道交通建設步入了快速發展的軌道
，尤其是北京
、上海分別以2008年奧運會和2010年世博會召開為契機，廣州、深圳、南京
、蘇州、杭州等城市以珠江三角洲、長江三角洲地區的經濟騰飛為時機
，其地鐵、輕軌等城市軌道交通的建設更趨活躍。截至2003年底
，全國除港澳台地區外
，已建成通車的地鐵、城鐵
、輕軌、高速磁懸浮線、高架軌道交通線共16條線路

，385km。這些線路覆蓋北京、上海
、廣州、天津、大連、長春等6大城市。除此以外
，還有大量在建和待建項目。自2004 年起
，全國除港澳台地區外，在建的城市軌道交通共計15 條線路，長約 275 km，覆蓋北京、上海、天津、廣州、深圳
、南京、重慶、武漢等8大城市。全國除港澳台地區外籌備建設(已經立項和申請立項)的城市軌道交通共計24 條線路，總長度約為 579 km，覆蓋16個城市。全國有 20 多座城市有意向建設城軌交通。

在(zai)地(di)鐵(tie)輕(qing)軌(gui)車(che)輛(liang)牽(qian)引(yin)方(fang)麵(mian)，我(wo)國(guo)大(da)部(bu)分(fen)設(she)備(bei)還(hai)是(shi)依(yi)靠(kao)進(jin)口(kou)或(huo)者(zhe)是(shi)和(he)國(guo)外(wai)的(de)大(da)公(gong)司(si)合(he)作(zuo)生(sheng)產(chan)。由(you)於(yu)地(di)鐵(tie)輕(qing)軌(gui)的(de)發(fa)展(zhan)前(qian)景(jing)看(kan)好(hao)
，國(guo)內(nei)多(duo)個(ge)廠(chang)家(jia)也(ye)加(jia)入(ru)到(dao)地(di)鐵(tie)輕(qing)軌(gui)車(che)輛(liang)的(de)研(yan)究(jiu)和(he)生(sheng)產(chan)中(zhong)來(lai)，這(zhe)又(you)會(hui)促(cu)進(jin)這(zhe)個(ge)行(xing)業(ye)的(de)發(fa)展(zhan)。天(tian)津(jin)濱(bin)海(hai)線(xian)由(you)長(chang)春(chun)客(ke)車(che)廠(chang)與(yu)日(ri)本(ben)東(dong)芝(zhi)公(gong)司(si)合(he)作(zuo)，生(sheng)產(chan)不(bu)鏽(xiu)鋼(gang)交(jiao)流(liu)傳(chuan)動(dong)車(che)輛(liang)，采(cai)用(yong)1 500 V 架空網受電。浦鎮車輛廠與法國阿爾斯通合作
，為南京地鐵生產鋁合金車體的交流傳動地鐵車。上海電氣(集團)總公司與阿爾斯通公司組建的合資企業，已生產出第一列軌道交通列車，用於莘閔線，從國產化10％為起點
，逐步實現70％的國產化。中國南車集團株洲電力機車廠與德國西門子公司合作，為上海明珠線二期工程生產鋁合金地鐵車輛。

交流傳動全麵取代直流傳動已經成為不可逆轉的趨勢
伴隨著電力半導體器件的發展和微電子、計算機技術的突飛猛進
，交流電動機調速控製理論也有較大發展最開始的轉差－頻率控製基於異步電動機的穩態數學模型
，動態性能差，調速不理想。20世紀70年代初提出了矢量控製(又稱轉子磁場定向控製)概念，它基於直流調速係統的控製思想對異步電動機進行矢量解耦，實現了磁鏈、轉矩的獨立調節，且動態響應性能好
，但同時也帶來了新的難題，即轉子參數及變化規律難以測定。80年代中期提出了直接轉矩控製，它基於定子磁場，數學模型簡單
，定子參數及變化規律易於測定，動態響應性能好，但諧波不受控製。90年代智能控製如模糊控製
、人(ren)工(gong)神(shen)經(jing)網(wang)絡(luo)，以(yi)及(ji)非(fei)線(xian)性(xing)控(kong)製(zhi)理(li)論(lun)的(de)發(fa)展(zhan)，也(ye)給(gei)電(dian)動(dong)機(ji)調(tiao)速(su)注(zhu)入(ru)了(le)新(xin)的(de)活(huo)力(li)，目(mu)前(qian)這(zhe)方(fang)麵(mian)的(de)研(yan)究(jiu)很(hen)活(huo)躍(yue)。矢(shi)量(liang)控(kong)製(zhi)和(he)直(zhi)接(jie)轉(zhuan)矩(ju)控(kong)製(zhi)作(zuo)為(wei)比(bi)較(jiao)精(jing)確(que)的(de)交(jiao)流(liu)調(tiao)速(su)方(fang)案(an)，都(dou)已(yi)經(jing)應(ying)用(yong)到(dao)實(shi)際(ji)的(de)商(shang)業(ye)化(hua)產(chan)品(pin)中(zhong)
，在(zai)機(ji)車(che)牽(qian)引(yin)傳(chuan)動(dong)領(ling)域(yu)也(ye)有(you)其(qi)重(zhong)要(yao)應(ying)用(yong)(見表1)
，使(shi)機(ji)車(che)在(zai)電(dian)氣(qi)牽(qian)引(yin)領(ling)域(yu)上(shang)了(le)一(yi)個(ge)台(tai)階(jie)

，發(fa)揮(hui)了(le)重(zhong)要(yao)的(de)作(zuo)用(yong)。特(te)別(bie)是(shi)直(zhi)接(jie)轉(zhuan)矩(ju)控(kong)製(zhi)，由(you)於(yu)其(qi)與(yu)矢(shi)量(liang)控(kong)製(zhi)相(xiang)比(bi)較(jiao)，具(ju)有(you)控(kong)製(zhi)結(jie)構(gou)簡(jian)單(dan)
，動(dong)態(tai)響(xiang)應(ying)快(kuai)，對(dui)電(dian)動(dong)機(ji)本(ben)身(shen)參(can)數(shu)變(bian)化(hua)不(bu)敏(min)感(gan)等(deng)優(you)點(dian)，是(shi)一(yi)種(zhong)特(te)別(bie)適(shi)合(he)對(dui)速(su)度(du)的(de)精(jing)度(du)要(yao)求(qiu)不(bu)高(gao)
，但(dan)是(shi)要(yao)求(qiu)快(kuai)速(su)準(zhun)確(que)的(de)轉(zhuan)矩(ju)控(kong)製(zhi)的(de)電(dian)氣(qi)牽(qian)引(yin)的(de)控(kong)製(zhi)方(fang)案(an)。所(suo)以(yi)，從(cong)80年代提出以來
，直接轉矩控製得到廣泛重視，在電氣牽引、機車傳動領域得到了很好的應用。

dianqihuatieluhechengshiguidaojiaotongcongzhiliudaojiaoliuchuandongdexunmengfazhan
，shihexinxingdedianlidianziqijiandefazhanmibukefende。yinweirenheyizhongxinqijiandechuxian，douhuiweidianlibianhuanjishuhekongzhijishudefazhanchuangzaotupokou，congerdafudutigaobianpinqidexingnenghekuodaqiyingyongfanwei。

在電力機車用高壓大容量的電氣傳動領域
，自80年代初GTO研製成功以來，就成為該領域的主力器件。如日本日立公司在1981年成功研製出用2 500 V/1 000 A 的大功率GTO器件組成的600 kVA GTO變頻器率先用於電力機車上。1989年國外利用4 500 V/2 000A GTO研製成5 600kW PWM控製的時速為200 km的電力機車。近幾年來
，電力半導體器件的發展重點是MOS雙極型器件(IGBT 和IGCT)和場控器件

，其中IGBT已日趨成熟，並在中小功率應用中成為主要器件。IGBT是80年代中期問世的一種新型電力半導體器件。它兼有MOSFET的快速響應，高輸入阻抗和GTR的低通態壓降，高電流密度的特性。目前已發展到第三代，如日本三菱公司1995年推出專門用於電力機車和其輔助電源用的1 700 V/400 A IGBT模塊。EUPEC公司可生產耐壓達3 300～4 500 V 
，電流達2 400 A 的模塊，並逐漸向更高電壓、更大功率應用領域進軍，有取代GTO的趨勢。法國也在研究采用IGBT器件構成的新一代高速電力機車。與GTO相比，電力機車采用IGBT器件有如下優點：
1) 可以進行高頻開關控製 IGBT 開關頻率到20k～50kHz
，而GTO一般不過幾百赫茲

，頻率提高可使係統實現低噪聲和小型化。
2)通過電壓驅動，控製簡單
，驅動功率小。由於IGBT 是M O S 與雙極型複合器件。它具有MOSFET 高輸入阻抗特性

，可以通過電壓驅動。而GTO的關斷門極電流可達導通電流的20%～50%。它的驅動電路需要專門設計。
3)IGBT易於並聯，可做成模塊化的IPM
，以簡化裝置結構。這方麵三菱公司已有產品推出。

可以預計

，下一代的電力機車等高壓大容量電氣傳動領域
，也將普遍應用IGBT
，以取代 GTO，這已成為一種趨勢。