东芝新技术：将SiC二极管应用于铁路车辆逆变器

发布日期：2015-07-28 浏览次数：195

　　东芝公开了将SiC制二极管应用于驱动铁路车辆马达逆变器装置的新尝试。开发的目的在于将传统的Si制二极管改换为SiC制肖特基势垒二极管（SBD），从而降低电力损耗，实现逆变器的小型化。目前开发正在进行之中，目标是在2013财年之前完成实用化。
　　
　　东芝设想采用SiC制SBD的产品是铁路车辆地板下方配备的永磁同步马达驱动系统的逆变器。永磁同步马达与迄今的感应马达驱动系统相比，特点在于驱动系统的“耗电量可减少约20％”（解说员）。目前，采用东芝开发的永磁同步马达驱动系统的东京地铁车辆已投入运营。
　　
　　永磁同步马达虽然具有耗电量低的优势，但与感应马达相比，逆变器偏大。这是因为在使用感应马达时，一个逆变器可以驱动四个马达，而使用永磁同步马达时，每个马达“需要各自的逆变器”（解说员），即需要四个逆变器。
　　
　　因此，与使用感应马达相比，逆变器占用的体积较大。为此利用SiC制SBD降低损耗，从而使逆变器（包括冷却机构和地板下安装外壳等）体积缩小约40％（参阅本站报道）的想法应运而生。例如缩小逆变器的冷却机构，把小型化的各个逆变器集成为一个单元等。目的是通过这种做法，使逆变器的体积与使用感应马达驱动系统时相当。
　　
　　SBD的详细性能参数的未公开。从现有介绍来看，有关参数为SBD耐压为1.7kV以上，电流容量为数十A，芯片尺寸为7mm×4mm。使用4英寸口径SiC基板制造。另外，东芝设想采用该逆变器的永磁同步马达的功率为铁路车辆马达中常见的200kW左右的产品。