马颖涛

城市轨道交通车辆辅助逆变电源的发展趋势

马颖涛1，2

（1.中国铁道科学研究院机车车辆研究所，100044，北京；2.北京纵横机电技术开发公司，100094，北京//助理研究员）

以轻量化为主线，从供电模式、变流器拓扑结构、新器件应用三个方面，综述了城市轨道交通车辆辅助逆变电源的发展趋势。随着技术的进步，辅助逆变电源朝着轻量化的方向不断改进：采用并联供电方式替代扩展供电和交叉供电，降低整车电源总容量；采用中频化技术，取消工频隔离变压器，降低体积质量；采用碳化硅（SiC）器件替代Si基IGBT（绝缘栅双极晶体管），减小电感、电容、冷却系统的体积质量。以并联供电、中频化技术、新器件应用为代表的轻量化技术是城市轨道交通车辆辅助逆变电源的发展趋势。

城市轨道交通车辆；辅助逆变电源；轻量化

Author′s addressLocomotive and Car Research Institute，China Academy of Railway Sciences，100044，Beijing，China

近年来，我国城市轨道交通（以下简为“城轨”）建设快速发展，城轨车辆需求旺盛。据不完全统计，仅2016年全国就有59个城轨车辆招标，车辆需求达9 794辆。据此推算，仅其中牵引系统（包括辅助逆变电源（APS））的投入即超百亿元。

APS是牵引系统的重要组成部分，为全列车的中压交流负载供电。文献［1-5］针对供电制式和逆变电源的电路选型展开了对比，但技术发展的脉络仍有待梳理。

轻量化是公认的综合水平的最佳体现。功率密度是轻量化的量化指标，功率密度越高，说明轻量化水平越高。APS经历数10年的发展演化，虽然具体技术种类多样［6］，但轻量化贯穿始终。本文以轻量化为主线，从供电方式、变流器拓扑结构、新器件应用等方面对这三类近年来的热点技术进行讨论分析，梳理发展趋势，为业主和主机厂提供设计参考。……