日本东海旅客铁道公司(JR东海)开发出了配备SiC(碳化硅)功率器件的新干线列车用驱动系统。该公司称,已确立了实用化目标,今后将讨论在东海道新干线采用的相关事宜。
据JR东海介绍,该公司从2012年开始研究使用SiC功率器件的驱动系统,2014年开始试制。2015年5月开始利用配备该系统的“N700系”试验列车实施行驶试验。采用SiC功率器件的普通铁道列车已投入实用,但用于新干线等高速铁道列车、在营业线上实施试验行驶尚属全球首次。
使用SiC功率器件后,不仅是使用SiC功率器件的转换器和逆变器(CI),利用CI将架线的电压(约25kV)降至使用电压的变压器以及驱动车轮的马达也可实现小型化和轻量化。与现有的N700系相比,每节车厢的逆变器的重量由约1500kg减至约1000kg,变压器的重量由约3600kg减至约3500kg,马达重量由约400kg减至约350kg。由此,每节车厢的驱动系统重量由N700系的约58吨减至约47吨,实现了约20%的轻量化。
此次的开发项目由富士电机、日立制作所、三菱电机和东芝共同实施。具体来说,这四家公司各自都开发了逆变器。
据富士电机介绍,试验用列车配备的功率模块是采用SiC二极管和硅IGBT的“混合型”。额定电压为3.3kV,额定电流为1200A。今后实际用于新干线列车时,有可能实现晶体管也采用SiC的“全SiC”型功率模块。目前,富士电机正在开发混合型和全SiC两种类型的功率模块。