现有直流牵引供电系统中二极管整流方案能量单向流动的缺点,使得列车在制动过程中产生的回馈能量被大量浪费,因此需引入新型能馈式供电装置。但新装置如何在现有供电体系中发挥其效能、保证可靠性是其研制中的一个关键问题。本论文以此为出发点,计算了符合供电系统要求的系统容量;讨论了整流装置的电磁兼容问题,并提出了一系列电磁兼容设计方案;在研究了新型供电系统整流开关器件IGBT的各种特性之后,研制了一种带有短路保护功能的IGBT驱动模块,具体研究内容如下:本文在对现行轨道交通供电系统进行了总体分析之后,总结了二极管整流直流供电系统设计基本要求,从中吸取同样适用于新型直流供电系统的部分。同时比较了新型供电系统与二极管整流供电系统的异同,提出了新型供电系统的基本设计原则。在此原则下,研究了新型供电系统主电路中一次设备的选择方式,计算了变压器可靠运行的容量,提出了主回路中开关器件选取原则和各个设备的选择参数计算方法。最后研究了整个系统的接地方案,并提出了针对新型供电系统的接地方案。从IGBT器件的结构和特性出发,从理论上分析了IGBT器件各部分杂散参数对IGBT开关性能的影响,在此基础上,对大功率IGBT的开关特性进行了研究;在对现有IGBT驱动保护电路中的电源方案、隔离方案、故障检测方案和故障关断方案进行全面的比较后,研制了一种大功率IGBT的驱动保护电路。其中包括一种适用于紧凑空间的小型化驱动电源,给出了驱动模块逻辑电路,采用了软降栅压的短路保护措施,并且仅在开通瞬问设置保护盲区。实验结果证明,本驱动电路能够很好的实现正常驱动、故障检测以及短路保护等功能。最后,对整流柜内的电磁兼容性方案的设计进行了研究。从电磁干扰源出发,研究了主电路中杂散电感的计算方法,设计了主电路低感母排结构,以电磁场理论为基础,分析推导了四种典型连接回路的线路电感,给出了导线结构参数变化时不同连接回路的单位长度电感曲线。并在此基础上给出了直流母排结构的电感量计算,在分析了四种典型回路对空间电磁干扰影响后,从理论上说明了在功率变换器设计中采用的连接回路的导体厚度和回路间的绝缘层都是越薄越好。通过实例对系统设计中的IGBT变流器主电路布局进行了研究,同时根据回路杂散参数情况,计算了吸收回路参数,结果证明,该方法对抑制开关过电压效果很好。最后以整流装置的控制系统为对象,提出了控制系统的电磁兼容性设计方案。