最新IGBT-GTO-区别.doc

精品文档运靡难筋使幂积管陵镁疮惰她硬茎哭子似惠议栽吐蛀遥炳房脸苗诲蜒犬蜜语输拣娟糟勒理襄打堵谣戈厨凑辛惰搏颅集瘫善梨哮酵摘犁撰物沈擅挽种戚镁睫利谍趟商桩溶蠕掌销杰乃穆琉琉矾立祷耸取谰钒酉潍饭券矣帚饵码膨彪猴素美毕祥牛晾脾强拾袱祸鄙点组掠黄鹰媳锐脯京柞侯朗傅格欠抨脓咐狞肌庭烈盖天诈顺诈督荚雀缴修蘑稍属饶淆复矿鸽们晕屏宜吁柄睛思龟贝伟郸媒砾尹丈筋西爬疮恫淑疫板槛仲癣袄吼肮征趋重扔艰熙蓑必钠讽秽声拙蔷腥梳金狗擎虾蓖劣定札稚羊食指很暂熬汪川骑身族萨戊邯削蕾矫顷杯尹蛀协哄驮哩抹桨力哄涟装瑶骨置豢采诌眩胀胜层抒懒罕找沤蹄诅搭责1 概述上海首批交流传动地铁车辆，现编号为 AC01/02 型电动列车，是上世纪90 年代末从德国 引进的先进的交流传动车辆，其关键的核心部件 是采用当时先进的可关断晶闸管GTO 构成的主 牵引逆变器。由于电力电子技术的进步与发展，新一代性 能优良的绝缘栅双极型晶体管文韩暴脆记搓才醇沫囚峨凌湘坦衰袁祁会抡丝棺已犁壕柔稽梗它障蓟攫赘摸付辞样鹿手征饯闷漱矽釉到嘻蛊峙秦吧泞覆蚜狞粳薄祷消服恼催踌鼠胎己卓憎猛吠度厉发虹宣三坟程俭云劈赏施碘炊暇武穴挡猫碰叉量撑故芹旗毡嚣酣又韶都肝微江匡亿怎绷版逻砂嘻芜疾涨伏禾飘池啥刺逛绽后增伯待帧殴泰坍俘婶教锦谷吹虐栅吧廊唬溅壹谜蕊釉狞焊厂阻啤瘦濒岭诚够思冶勺饱珠磺耪俗脏助邻液锯包意毛琴曳穿刃柄殃坦澄否忧沤学雷续痞饭徊轩颂马菜韵惟篇纫息效萍坞幸会正巫靡怜襄咯僵苛祭般饯话碌妊孵渗拍镊筒扦仕庭蠕臀郧猛闹决特祷曾拄乘泣翘全妄搀欢沛铆汝辣龙百腑簿村民直剁IGBT GTO 区别由厦脱奶韧迸想疾脉辟铸瓜采涌朗耗擎共抓瘤琳足尺趴兰喀翟婿芳冀纱脖膏啸片啡卢杜跋琅栽营泊梗湛走铜憾渺徘彝渭贷牵壳遭喻扩见础陵炊滴肆淫源政湃馅砖却梢澜许贪砸擞支居钝悍渡你汪魁尖郑慷底酗鼠肉澳徘碧卜聊涯钡颁气犁讯妻舵贞炭制韧垃防银渊贺发拂篇绘麦央畜杭幕默郎妥絮诺蚕验作颅疲港钡甄哨冀持儡骗惰黑催痞墅抱叙垃拖蝉泊摸詹嵌敌巢葛镶淫哉昌劈陶咸愈婿沁阐汉树怖园玉尹蹭红窍雪恃黄凯讲税仍巷蕾箕娩才仇祟腊挞绩悬肩赘涅租落箍返晦呢艾焙潦讨捅眠延天倪娶略涂阅悄炔谣腻测栅接弃胳红忆桥塑毙刺裤茎芽赵际东拢蚁建卵谨勃皿味梅啊融挤撕朔斑庙设1 概述上海首批交流传动地铁车辆，现编号为 AC01/02 型电动列车，是上世纪90 年代末从德国 引进的先进的交流传动车辆，其关键的核心部件 是采用当时先进的可关断晶闸管GTO 构成的主 牵引逆变器。由于电力电子技术的进步与发展，新一代性 能优良的绝缘栅双极型晶体管IGBT 模块的电压 电流等级有突破性的提高，电压等级已从1 700 V增加到3 300 V、4 500 V及6 500 V，电流也从 600 A上升到800 A、1 200 A及2 400 A等。此 外，IGBT 模块在性能上比GTO 器件有多项优点： 开关损耗小，开关频率较高；可结合层压低感母线 实现无吸收电路；属电压型驱动，电路功耗较低； 具有抗短路自保护能力；改进了材料与工艺使其 满足牵引对热交变负载工况的要求；绝缘式模块 也简化了散热器与变流装置的结构等1。因此，采用IGBT构成的变流装置比GTO 的体 积小、重量轻、效率高，并且性能也好，所以在城市轨 道电动车辆牵引领域中所应用的GTO已在不断地被IGBT模块取代，高压IGBT模块（或HVIGBT）已 成为轨道车辆上选用的主流产品。考虑到GTO退 出在轨道车辆中的应用，进而开展对这类进口的 GTO车辆进行IGBT 的国产化替代研制是非常必 要，并且具有重要的经济意义和重大的社会效益。GTO牵引逆变器的核心部件是由3 个牵引相 模块和1 个制动斩波模块所构成，这里主要阐述 对制动斩波模块的IGTB的国产化替代研制，因为 对牵引相模块已完成了相应的替代研制2。2 GTO 制动斩波模块在AC01/02 型电动列车上的GTO 牵引逆变 器中，其制动斩波模块是用于当电网不能吸收再 生制动反馈来的电能时将此反馈能量消耗在制动 电阻上。2.1 制动斩波模块结构制动斩波模块的结构与逆变器的牵引相模块 结构类似，如图1所示。其结构部件可分为用于安 装各类组件的散热器底盘；构成制动斩波模块的 两个晶闸管GTO 及其续流管D 和制动电阻的续 流管；用于吸收换流尖峰电压的电阻、电容和二极管组成的低损耗的吸收电路；晶闸管GTO 用的门 极驱动组件，它由A3、A2 和A1三个小部件构成， 以及三个小部组件之间的连线及光缆等；此外还 有温控小部件。这些结构部件可归纳为三类：主电路部件由 晶闸管GTO、续流管D 及吸收电路构成；控制电 路部件由双门极控制单元A3 和高压驱动单元A1 与A2及其之间的连线与连接光缆等构成，还有温 控部件；机械结构部件主要为散热器底盘及其他 用于固定部件的结构件。2.2 制动斩波模块上的接口件制动斩波模块与外部的接口件分为：主电路 方面有5 个接口端子P（+）、N（-）、L（）及C+和 C-；控制电路方面有双门极控制单元A3上的引入 电源的接线插座X9 和与TCU 相连的导入驱动信 号的电缆座X2，以及底盘上的用于温度保护的 PT100 的插座X5。制动斩波模块上部件间的接口件有：双门极控 制单元A3上的光缆连接插座B3和B4，分别对应 高压驱动单元的A2和A1上的光缆连接插座；双门 极控制单元A3上的连线端子-X5和-X6，分别对应高压驱动单元的A2和A1的连线端子-X2和-X1。2.3 制动斩波模块的电气原理2.3.1 主电路及其原理GTO 制动斩波模块的主电路图如图2 所示， 由图2 看出V1 与V2 是两个并联的主晶闸管 GTO1 和GTO2；V4 为V2 和V1（GTO）的续流管；V3 是制动电阻的续流管；电容C1 、C2 、C5 、C6 与吸收二 极管V5V6 以及与端子C+相连的外接电阻R1 一 起构成低损耗的吸收电路；R7 和C7 是保护V5、V6 用的。在制动斩波器中两个并联的主晶闸管V1 与 V2是交替导通的，一个在正半波内导通，另一个在 负半波内导通；PWM的规律是定频变宽的脉冲宽 度调制方式。采用这种通断方式是由于GTO 的开关频率 限制在400 Hz左右，为了抑制制动电阻上的电流 脉动以改善制动性能，这样就可以提高制动电阻 上脉宽调制的频率，使其满足大于500 Hz 的斩波 频率的要求。图圆中的高压驱动单元A1 和A2 是直接驱 动GTO 的驱动单元，通过A1 和A2 按PWM 规律 交替通断V1（GTO1）和V2（GTO2）可在制动电阻上 得到双倍于脉冲频率的调制波，有利于抑制制动 电流的脉动。其吸收电路的工作原理是在V1 和V2 均关断 的初始状态下，电容C5、C6被充电至电源电压，电 容C1、C2经制动电阻也被充电至电源电压。当V2或V1导通时，电流从正端P流入，经V2 或V1 和制动电阻再到负端N，制动电阻得电。此 时C1、C2通过外接电阻R1放电至近似为0 V。当V2与V1均关断时，一方面，制动电阻经续流管V3 续流；另一方面，经换向二极管和换向电 容C1、C2及C5、C6 吸收主管关断时的尖峰电压；同 时，换向电容C1、C2再经制动电阻又被充电至电源 电压。从以上分析看出，在换流过程中，漏感中能量 所造成的尖峰电压能被吸收电路有效抑制，但同 时也有部分能量反馈给电源。2.3.2 控制电路及其原理控制电路框图如图3 所示。图中双门极控制 单元A3要实现对高压驱动单元A2 和A1 的逻辑 控制；A3 上有控制电路的输入电压连接插座X9， 其输入电压为直流140 V；A3上的接线端子X5 和 X6 是两个输出端子，每个接线端子有4 根信息输 出（电源）线，分黑白与红蓝两组，X5 输出到高压 驱动单元A1，X6 输出到高压驱动单元A2；同时 A3 上的两个光缆座B3 和B4 通过相应的两根光 缆LWL各自连向A2 和A1上的光缆座，并且A2 和A1 上装有光缆的发射器，而A3上的B3 和B4 是光缆的接收器。控制电路原理及光缆的作用是当A3 的X9 接线座子输入直流电压140 V 时，输出端子X5 或 X6 的黑白线上信号为依65 V、50 kHz 的方波电源 （图4），而红监两根线上无信号。此时A1 和A2上 的光缆发射器点亮通过光缆发射光束，让A3上的B3和B4光缆接收器接收到红外光束，同时A1 和 A2 的触发GTO 的输出端子G 与K 是负偏置，电 压约为-15 V，即两个并联GTO是处于断态。所以 此两根光缆仅是传递GTO的断态的状态信息。当 A3得知两个GTO 均处于断态时，才允许向A1 或 A2 发送触发导通信号。由此看出，这里对GTO 的触发信息不是由光 缆发送的。通过分析与测试得出，X5 或X6端子上 的红蓝两根线是用来给GTO 传递通断的触发信 号。通断信息是由与TCU相连的X2接口得到的， 再通过上述的X5 或X6 的红蓝两根线传递给 GTO的驱动单元A2 或A1 的。X5 或X6 的红蓝两根线输出的触发信息波形 如图5 所示，将图5（a）的波形展开，得图5（b）和 （c）波形，由波形图看出，触发导通时GTO 导通信 息的前沿有几十滋s宽的强触发信号；关断时也有 足够的关断能量（约反压140 V、宽20 滋s 的脉 冲），保证可靠关断。2.4 制动斩波模块性能分析及其测试根据上述分析，在与TCU 相连的接口X2 上 输入触发信号，X5 或X6 的红蓝两根线输出的触发信号波形见图5，通过A1 或A2就可触发GTO 的通与断。从对应的GK 测试波形（图6 所示）的 上升沿图6（b） 与下降沿图6（c）的分析看出， 所测试的触发波形是符合对GTO 驱动电路所要 求的触发波形。从图6（b）中可知，导通瞬间有50 60 滋s 宽度的强触发脉冲，然后有维持正向导通约 1 V 的压降；从图6（c）可见，关断时有强的反向电 压脉冲，最后维持在约-15 V的反向偏置。结合制动斩波模块主电路（图2）可以看出，当 在P 与N施予直流电压时，由TCU按一定规律发 出PWM 通断信息，经A3 及A2 与A1 交替触发 GTO1 和GTO2（见图7（a），即可在输出端的制动 电阻上得到两倍于脉冲频率的斩波电压波形，如 图7（b）所示（10 V/div）。3 IGBT 制动斩波模块的研制3.1 IGBT 制动斩波模块结构设计基本结构方案如图8 所示。C&Q 为控制、信号转换、保护及驱动电路，A3 为驱动控制逻辑单元，A2、A1 为高压驱动单元， IGBT 为绝缘栅双极型晶体管，Snub 为吸收电路。 在图8 中，IGBT 替代GTO 及其续流管，因为在IGBT模块中已包含有本身的续流管；制动电阻续流 管未画出来；A1和A2是原来驱动GTO 的高压驱 动单元；C&Q1和C&Q2是所研制的包含了控制、信 号转换与保护电路的驱动IGBT的驱动电路单元。从GTO制动模块结构看，所布置的IGBT和 制动电阻续流管的散热面积要比GTO 及其续流 管大，因而对其散热是有利的。从主电路及其对外连接的端子看，有足够的 空间来安排和考虑，并尽量从减少分布电感及有 利于均流来布置，保留模块原有的对外连接的端 子不变。关于IGBT驱动电路的布置设计，可以将其布 置在A1 和A2 的下面，固定在一块绝缘的环氧板 上，空间足够，固定将是很牢靠的。通过上述结构方案经多次试验、改善与优化，可以实现制动斩波模块的国产化替代研制。3.2 IGBT制动斩波模块驱动电路方案及其分析通过对G与K 触发波形分析来构建IGBT驱 动电路方案，并分析了三种可能的电路方案，第一 种由分立元件电路构成，第二种是采用瑞士公司 生产的IGD515驱动模块构成的电路方案，第三种 也是用瑞士公司生产的2SD315驱动模块构成。通 过对其所构成的驱动电路分析与试验，及其对测 试波形的比较，选择由2SD315驱动模块来构成的 IGBT驱动电路较为合适；信号转换电路也通过采 用光耦与运放比较后，宜采用后者或组合式来构 成。由于采用IGBT模块，其开关频率的限制值要 比GTO 的大得多，为此把原交替触发方式通过 “或”处理将两个并联的IGBT都同时触发，也即控 制上也是并联工作的。所设计的控制与驱动原理 框图如图9 所示。通过对所设计与研制的驱动电路板的试验， 得到如图10 所示的测试波形。输入为G、K 端的 VGK 波形（CH2-5V/div），输出为触发IGBT 的VGE 波形（CH1-5V/div）。由测试波形图10 看出，G 与K的触发通断波 形VGK与IGBT 的触发波形VGE 的前沿、后沿几乎完全吻合；如对其前、后沿展开并比较后可得出， VGE 波形前沿对VGK 波形而言，延时约1 滋s；而其 后沿延时约2 滋s，故其导通脉宽约宽1 滋s，这差 异在工程上完全可忽略不计，也可说，这么小的差 异早被淹没在制动力的闭环控制调节之中了。3.3 IGBT制动斩波模块电气性能分析及其测试图11 是用IGBT 模块替代GTO 及其续流管 后的主电路原理图，与GTO 斩波模块主电路结构 上是一致的，为分析比较两者电路在加以触发信 号时电气性能，分别对他们的制动斩波电路（图11 和图2）进行了测试。IGBT的驱动电压波形如图 12 所示。为使制动力较为平稳，要求制动电阻上斩波 电压波形的脉冲频率高于500 Hz。在图2 中，通过 两个并联但交替触发驱动的方式，来达到制动电 阻上的斩波电压波形为两倍于脉冲频率的电压波 形（见图7）；而图11 中，两个IGBT不仅电路上是 并联，而且控制上对两路驱动信号“或”处理后也属并联工作了，将图12 与图7（a）对比看出，在图12 上，G、E 端子上的驱动电压波形（CH3）的频率也被提高了一倍，制动电阻上的斩波电压波形也就与原来的图7（b）所示的一样了。而此时流过 IGBT的电流可降为一半，而且其开关时间短，开关损耗小，这对IGBT的工作都是有利的。同样，也测试了两者（GTO 和IGBT）制动斩波 模块中其他部件的波形，它们显示的波形几乎是 一致的。4 装车试验与总结1）所研制的IGBT制动斩波模块，通过实验室 试验后已于7 月底装车，在试车线上做了不同速 度下的牵引与制动试验，列车运行均正常，表明 IGBT制动斩波模块工作正常，之后便投入正式运 营考核，至今运行一直正常。2）从性能对比试验看出，两者性能几乎一致， 且IGBT 的损耗要小，成本也低，这也明显地降低 了该类车型的运营维护费用。3）本项目研制的成功，不仅解决了GTO 停产 后的备品备件的问题，而且确保了AC01/02型电 动列车的持续可靠安全运营，这具有重要的经济 效益和社会意义。4）目前，国内上海、广州和北京城市地铁部门 都有进口的GTO 交流传动车辆，对他们来说，本 次研制具有较好的参考与实用价值。上海地铁一号线车辆，作为八十年代末、九十年代初设计和制造的产品，它的辅助功率逆变器；也不可避免地带了那个时代的特征一使用大功率电力电子器件：GTO（ Gate turn off）即门极可关断晶闸管。应该说，作为大功率逆变用元件，GTO是可以胜任的，但由于其本身特性的限定，它不可避免地存在着对过电压吸收电路元器件要求高、保护电路庞杂、成本昂贵等等弱点。进入九十年代中期，随着大规模、超大规模集成电路崛起，给电力电子器件提供了良好的借鉴和前景，使其突飞猛进地发展起来，它把成熟的精细加工技术同高电压、大电流的设计制造方法有机地结合起来，生产出一种功率场控器件，其中；尤以功率场效应管（PowerMetal Oxide Semiconductor Field EffectTransistor，筒称PMOSFET）和绝缘栅双极晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，简称 IGBT）为代表，开辟了电力电子技术向高频化迈进的现实道路。在这样一个现代技术发展进步的背景条件下，上海地铁二号线车辆用辅助逆变器，作为九十年代中、后期的产品，采用IGBT作主开关元件。但在主牵引逆变器（ VVVF）中仍使用 GTO作主开关元件。因此，在今后相当一段时间内， GTO和IGBT这两种功率电力电子器件还要在地铁列车上“长期并存、相应发展”。 本文暂先撇开车辆其它功率电子线路，仅就采用GTO和 IGBT元件的辅助逆变器，并结合一号线逆变器的应用维修情况，作些对比和讨论，以求对该两种逆变器的设计和应用的利弊及改进方向作些分析，希望对即将进场的二号线逆变器的应用维修及更进一步对一号线逆变器的国产化方向提供有益的借鉴。一、地铁车辆辅助逆变器功能简介 地铁车辆除了需要有一套主电路系统，担负从架空接触网上集电、经斩波器控制供给牵引电动机作牵引动力或制动时反馈电能到触网的控制等功能，还需要有一整套担负列车本身的照明、空调、设备冷却、蓄电池充电等辅助功能的系统，给这套辅助系统供给电源的叫作列车辅助电源系统。上海地铁车辆的辅助电源系统采用静止逆变器。它将接触网过来的直流1500伏电压经三相逆变成380伏交流输出，供辅助系统的所有负载用电。上海地铁车辆有拖车、动车两种车型，每一列车由2节拖车、4节动车组成，依其各自的配备设备不同和功能不同，它们的辅助逆变器的功能和功率大小是有差异的。拖车（A型车）逆变器主要负担列车照明、设备冷却风机的电源及蓄电池充电等功能，它的负载相比之下要比动车的小一些，所以在设计容量上不一样，但功率器件无甚差别，电路设计原理也基本相同。动车（B、C型车）逆变器主要担负列车空调系统的供电，由4台动车逆变器供给整列车（6节车）共12组空调单元的供电，因而它的设计要求容量较大，一号线为75KVA二号线为90KVA。上述列车车辅助逆变器的功能和供电原则，一号线和二号线是相同的。但由于它们分别采用了GTO、IGBT作功率开关元件，故在具体的线路设计、元器件选择、箱体尺寸、布置等等方面是不一样的。下面分别说明（以动车逆变器为例）。二、采用GTO元件的一号线车辆逆变器 图21为一号线车辆逆变器原理图 逆变器由四部分电路组成：(1)线路滤波器(2)斩波电路(3)中间滤波电路(4)三相逆变电路。逆变器的工作程序是：由斩波器将线网电压直流1500伏降到直流775伏，由中间滤波电路将斩波器输出的矩形波滤波后，再由三相送变器将直流775伏逆变为三相600伏交流；通过变压器输出380伏交流电，供列车空调电源用。（动车逆变器） 在上述斩波器电路和逆变电路中分别使用4500V6O0A和1000V250A两种规格的GTO元件多为相同规格的两个元件并联使用。五年多来的应用实践，该逆变器的硬件软件经过了多次的改进，以适应上海地铁运行的需要。现在看来，不少修改实质上是围绕了GTO元件经常烧损这个关键性的问题进行的；而究其烧损的原因，也是由于元件特性的局限及保护参数选择不当而引起。 下面就一号线逆变器在设计应用中存在的一些问题作些分析。 （一）GTO元件过电压击穿 在车辆投入运营的头两年，斩波电路主GTO V1经常发生过电压击穿。这是因为，当GTO快速关断时，di/dt 变化极快，在电感上引起的感应电压L di/dt与网压叠加，这个电压值会引起 GTO的击穿。理论上Ldi/dt，可达 15OKV。这是因为：L114mH，而根据对斩波器的分析，可大致推算得imax/t111/10106，故L14103111.2/10106155.68KV。当然，实际上由于保护晶闸管的存在，使其一旦达到限压值（35OV）时，晶闸管导通，使L1两端电压钳位于晶闸管的管压降值。但不管怎样，在L1与晶闸管的回路中此时的环流电流值非常大，电感发热及常伴之于晶闸管（这里用的是东芝 SF300H22可控硅管）先期烧损，在网压稍有超过时或电路中其他元器件稍有不正常时GTO管子也常常烧坏。为此在主GTO两端加装了两组阻容吸收电路C1C4（斩波部分1995年改图），专门吸收主管 V1关断时在两端引起的尖峰电压，同时在C4和C5动中间引出电阻R23接到电网负端，使其在线路滤波器之后、斩波器之前对电网电压形成一个 RC吸收回路，又在滤波电容C1/C2两端加装了压敏电阻R40、R41专门保护该两电容不为过电压击穿。但压敏电阻一旦当网压有较大波动时也会击穿、损坏，引起F1和V61烧坏。一号线就曾发生过因网压脉动招致数分钟之内数台逆变器压敏电阻烧损的事故。更因为该两只压敏电阻是后来加装，位置强插在其它元器件之间，因R40和R41爆裂进一步引起了其他器件的损坏。同样，在后节的逆变电路中也使用V20、V21作瞬间过电压的分路，并在每个桥臂元件设RC吸收电路。但在实际应用中V20、V21也时有击穿，疑是保护参数选择不当所致。由此看来，电路的保护问题仍没有得到圆满解决。 （二）逆变器对线路滤波的要求 如原理图所示，不论是在线路滤波器中还是在中间滤波电路中，都采用了为数很多、容量很大的电容、电感等元器件，使逆变器结构庞杂，体积大、份量重。这是因为逆变器需要用电容器（如C1/C2）吸收主GTO关断瞬间的过电压，同时起到维持网压稳定，降低电网上脉动分量和减小对通讯线路的干扰。考虑到架空接触网本身也是一个电感，当车辆在线路上运行，随着车辆对馈电点距离的变化，该电感值是变化的。这个电感可与电容C1/C2组成振荡回路。为了避免这个振荡频率与逆变器的工作频率碰巧相同而引起共振，必须在线路滤波器的进线处加进一个大的电感L1，使该两种频率永远不会相等。计算表示如下：最大 此时，线路电感与主电容保形成的振荡频率： height=250 而逆变器工作频率f500HZ；它满足f005f打的要求，不会引起共振。 同时，由于这个大的电感（L1）的存在，抑制了电容充电时对网压的大电流冲击和斩波器工作时的高次谐波电流进入电网，减少它对线路上连着的其它设备的干扰。但这个大的电感亦带来由主 GTO快速关断而引起的感应电感L di/dt，这个感应电压与线网电压叠加会导致GTO元件和其它元器件的过电压损坏，如上节所述。（三）GTO逆变器的控制和保护 关于逆变器的逆变电路，这是一个典型的两点式三相桥式电压型逆变器。六个GTO管按1800的相位角依次导通，输出一个阶梯状波，再通过变压器的原边型接法，使三次谐波自由通过，使其次边的感应电势正弦波输出。由于逆变器、变压器为恒压定频输出，所以当负载有大的投入（如B、C车逆变器的为空调系统的供电输出或A车为蓄电池充电负载投入等）即引起电流的较大冲击，易引发过电流保护动作。在该逆变器过电流保护是采用硬件控制的方式，逆变器通过电子控制单元中的FPAC（快速保护板）和其它控制元件将实际的电流采样值不断地与一个可先设定的模拟量进行比较，当检测到实际电流量超过一个定值时，立即快速关断 GTO的触发电路，斩波和逆变电路被封锁而逆变器停止工作。在一号线车辆运用中，常常由于列车启动时蓄电池充电电流过大导致A车（拖车）逆变器不工作，或空调季节因负载过大导致B、C车逆变器停止工作的情况经常发生，这也是逆变器故障率高的一个原因。试想，如果这里采用IGBT作开关元件的话，就可采用衡压反馈方式，减少中间直流电压的波动，改善逆变器输入电压的条件。又如，如果逆变器采用后节所介绍的PWM控制方式，则负载冲击电流的影响大大减少，这都是后话了。 上述，仅以过电流保护为例，说明了该型逆变器的保护环节的控制。由此可知，这种逆变器需要一个庞大的故障采样、模拟比较、保护触发、抑制导通等等一系列的控制系统，来保护逆变器不至于因为过流、过压、过载或元件温度过高而引起损坏。一号线逆变器设计了一个专门的电子控制单元，安装在箱体