上海高速磁悬浮地面牵引供电系统
3.2 牵引逆变器
（1） 逆变器的结构
上海磁浮列车三相逆变器中的一相结构如图3所示，主管采用gto全控器件，主电路采用两主管串联与中点带箝位二极管的方案，该电路又称为三点式（或三电平中点嵌位式）逆变器，这样可使主管耐压值降低一半，同时在相同开关频率及控制方式下，其输出电压或电流的谐波较两电平更少，且输出电压在电机端产生的共模电压也更少，有利于延长电机的使用寿命。
每相桥臂的四个主管有三种不同的通断组合，分别输出不同的电压（见表1）。主管gto的峰值电压4.5kv，峰值电流4.3ka。三点式逆变器要求主管v1与v4不能同时导通，并且v1和v3、v2和v4的控制脉冲是互反的，此外上述主管通断转换时必须遵守先断后通的原则。
三电平逆变器是在二电平逆变器的基础上发展起来的，把二电平逆变器成熟的控制技术引入到三电平逆变器中就形成了多种逆变器控制策略。如今对三电平逆变器用的比较成熟的控制策略主要有：单脉冲控制方法、上下双调制波的spwm控制方法、120°导电pwm控制方法、错开90°相位的pwm控制方法、抑制中性点电位偏移的pwm控制方法、开关频率最优pwm控制方法、特定低次谐波消除法（shepwm）、三电平逆变器电压空间矢量控制方法（svpwm）以及抑制中性点电位偏移的电压空间矢量控制方法等［2，3］。
（2） gto驱动电路
大功率gto驱动电路必须首先解决隔离及抗干扰等问题。上海磁浮列车主牵引逆变器中gto的触发脉冲信号采用光纤电缆传输，这样隔离及抗干扰的问题迎刃而解， 从而确保了gto触发脉冲的准确性，间接地保证了磁浮列车的行车安全。另外，大功率gto驱动电路能否正常工作的关键还在于电源， gto门极触发脉冲的幅值要足够高，且其前沿要陡，而后沿则要求平缓些。为满足此要求，磁浮列车主牵引逆变器中gto的门极驱动电源为45v/27a，且gto触发脉冲的后沿信号和电压信号均被送回到控制系统中。此外，上海磁浮列车主牵引逆变器采用了多种保护：有制动断路器的过电压保护、过电流保护电流限制、脉冲中断和接地故障检测等。
（3） 吸收电路
gto的吸收电路很多，上海磁浮列车三电平主牵引逆变器的吸收电路如图3所示。吸收电路必须保证gto工作时的di/dt、du/dt不超过规定的允许值，这样gto的吸收电路必须要有电感和电容c。图3中电感l1、l2和gto串联，用于限制gto的di/dt。二极管d11、d12、电阻r1与电感l1构成了电感本身的能量释放回路。电容c11、c12用于限制gto的du/dt，二极管d12、d13构成了电容的能量释放回路。与rcd吸收电路相比，上述吸收电路增加了大电容c12，因而关断吸收电容c11为rcd吸收电路电容值的一半，所以损耗也减小了一半;同时电容c12起电压嵌位作用，用于抑制gto的关断过电压，对于1500kva逆变器，此吸收电路的损耗和非对称吸收电路的损耗大体相同。
4 结束语
上海高速磁悬浮列车牵引供电系统具有以下特点：
（1） 采用高速常导直线同步电机，整个牵引供电系统安置在地面上，不受车体的空间限制，有利于采用最有效的三步供电方式;
（2） 采用适合于高压大功率场合的中性点箝位三电平变流器技术，避开了gto晶闸管的直接串联，从而可以充分发挥大功率电力电子器件的容量;
（3） 输入变流器中采用两套可调压的12脉冲整流桥，既减小了谐波与干扰，同时也抑制了中点电位的偏移;
（4） 晶闸管和gto采用光纤电缆传输脉冲信号， 具有高抗干扰性。供电与牵引控制系统是控制磁悬浮列车安全稳定运行的关键之一，对其原理与结构还有待于进一步研究与分析。
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