CN101702573A - 变流器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种变流器，包括左右对称分布的第一子变流器和第二子变流器，以及进线端子组件和出线端子组件；第一子变流器包括位于同一平面的模块化设计的第一电容器组件、第一功率模块组件、第一接触器熔断器组件、第一电抗器组件和第一传感器组件，以及位于第一功率模块组件上方的第一控制单元组件；第二子变流器包括位于同一平面的模块化设计的第二电容器组件、第二功率模块组件、第二接触器熔断器组件、第二电抗器组件和第二传感器组件，以及位于第二功率模块组件上方的第二控制单元组件。本实施例实现了变流器的模块化布局，降低了变流器柜体的外形尺寸。

Description

变流器

技术领域

本发明实施例涉及电气技术领域，尤其涉及一种变流器。

背景技术

随着轻轨车辆设计的不断更新，作为轻轨车辆设计中的一个主要部分，对牵引变流器的要求也越来越高。应轻轨车辆车体整体设计的要求，牵引变流器安装在轻轨车的车顶，则对变流器的高度有所限制，而且要求内部结构基本上在水平面内进行布局，使得长宽尺寸的限制也非常严格，同时还要保证大功率电气性能等的要求。因此，对变流器的设计带来了极大的挑战。

现有技术中的变流器虽然可以保证基本的电气性能，但其外形尺寸较大(2044mm*1554mm*460mm)，导致变流器整体重量加大，而且柜体布局结构比较杂乱，使得变流器电磁兼容性不好，经常由于干扰等而引起故障发生。

发明内容

本发明实施例提供一种变流器，用以解决现有技术中变流器外形尺寸较大，实现在保证电气性能的基础上，减小外形尺寸，使得整体重量减小，节约制造成本，降低故障率。

本发明实施例提供一种变流器，包括左右对称分布的第一子变流器和第二子变流器，以及进线端子组件和出线端子组件；

所述第一子变流器包括位于同一平面的模块化设计的第一电容器组件、第一功率模块组件、第一接触器熔断器组件、第一电抗器组件和第一传感器组件，以及位于所述第一功率模块组件上方的第一控制单元组件；

所述第二子变流器包括位于同一平面的模块化设计的第二电容器组件、第二功率模块组件、第二接触器熔断器组件、第二电抗器组件和第二传感器组件，以及位于所述第二功率模块组件上方的第二控制单元组件；

所述第一电容器组件与所述第二电容器组件对称设置，所述第一功率模块组件与所述第二功率模块组件对称设置，所述第一接触器熔断器组件与所述第二接触器熔断器组件对称设置，所述第一电抗器组件与所述第二电抗器组件对称设置，所述第一控制单元组件与所述第二控制单元组件对称设置，所述第一传感器组件与所述第二传感器组件对称设置。

进一步地，所述第一电容器组件与所述第一功率模块组件之间通过铜排连接，所述第一接触器熔断器组件与所述第一电抗器组件之间通过铜排连接；

所述第二电容器组件与所述第二功率模块组件之间通过铜排连接，所述第二接触器熔断器组件与所述第二电抗器组件之间通过铜排连接；

所述第一功率模块组件与所述第一电抗器组件之间通过电缆线连接，所述第一接触器熔断器组件与所述进线端子组件之间通过电缆线连接，所述第一电容器组件与所述出线端子组件之间通过电缆线连接；

所述第二功率模块组件与所述第二电抗器组件之间通过电缆线连接，所述第二接触器熔断器组件与所述进线端子组件之间通过电缆线连接，所述第二电容器组件与所述出线端子组件之间通过电缆线连接。

更进一步地，在所述第一功率模块组件上方设置有支撑架，所述第一控制单元组件安置在所述支撑架上，并通过所述支撑架上的支撑轴实现可翻折结构；

在所述第二功率模块组件上方设置有支撑架，所述第二控制单元组件安置在所述支撑架上，并通过所述支撑架上的支撑轴实现可翻折结构。

更进一步地，第一控制电路与第一主电路分上下两层平行走线，第二控制电路与第二主电路分上下两层平行走线；

所述第一控制电路为所述第一控制单元组件的连接电路，所述第一主电路为所述第一电容器组件、所述第一功率模块组件、所述第一接触器熔断器组件、所述第一电抗器组件、所述第一传感器组件之间的连接电路；

所述第二控制电路为所述第二控制单元组件的连接电路，所述第二主电路为所述第二电容器组件、所述第二功率模块组件、所述第二接触器熔断器组件、所述第二电抗器组件、所述第二传感器组件之间的连接电路。

本发明实施例的变流器，根据器件的功能等将整个变流器分成多个模块化的组件，实现了变流器的模块化布局，降低了故障率，方便维护且具有可移植性；通过将各组件形成平面对称结构，有效降低了变流器的柜体的高度，使得变流器可以在轻轨车辆顶部实现安装，从而降低了车辆的整体高度，在安装维护时可以从顶面向下垂直操作，各组件在安装拆卸时均不会互相干扰，使得变流器的可操作性更强；本实施例提供的变流器在保证功率为2*120kw的情况下，通过紧凑的设计结构使得变流器柜体的外形尺寸大大减小，可以使得外形尺寸控制在1600mm*1160mm*447mm，与现有技术中相比外形尺寸得到大大减小，从而减小了变流器的重量，降低了柜体的设计成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明变流器实施例的整体简化结构示意图；

图2为本发明变流器实施例中移除第一控制单元组件和第二控制单元组件后的整体简化结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明变流器实施例的整体简化结构示意图，如图1所示，本实施例提供了一种变流器，可以具体包括左右对称分布的第一子变流器1和第二子变流器2，以及进线端子组件13和出线端子组件23。本实施例中的变流器由两组120kw的变流器组成，即第一子变流器1和第二子变流器2，第一子变流器1和第二子变流器2呈左右对称的位置关系而分布。进线端子组件13靠近变流器的柜体的进线位置，出线端子组件23靠近变流器的柜体的出线位置，使得接线和拆线都非常方便，易操作，而且所使用的导线可以达到最短。第一子变流器1的主要部件包括第一电容器组件11、第一功率模块组件(图1中未示出)、第一接触器熔断器组件14、第一电抗器组件15和第一传感器组件17，以及第一控制单元组件16。其中，第一电容器组件11、第一功率模块组件、第一接触器熔断器组件14、第一电抗器组件15、第一传感器组件17以及第一控制单元组件16均为模块化设计，即根据器件的功能等将整个变流器分成多个模块化的组件，实现了变流器的模块化布局，降低了故障率，方便维护且具有可移植性。其中，第一电容器组件11、第一功率模块组件、第一接触器熔断器组件14、第一电抗器组件15和第一传感器组件17均位于同一平面上，与第二子变流器2形成了平面对称，有效降低了变流器的柜体的高度，使得变流器可以在轻轨车辆顶部实现安装，从而降低了车辆的整体高度。由此可见，由于变流器中的大部分组件均位于同一平面内，在安装维护时可以从顶面向下垂直操作，各组件在安装拆卸时均不会互相干扰，使得变流器的可操作性更强。第一控制单元组件16位于第一功率模块组件的正上方，与上述处于各组件位于不同的平面上。由于图1为该变流器的外部整体示意图，图中第一功率模块组件被第一控制单元组件16挡住，因此在图1中未显示出第一功率模块组件。如图2所示为本发明变流器实施例中移除第一控制单元组件和第二控制单元组件后的整体简化结构示意图，将第一控制单元组件从变流器中移除之后，则可以从图2中显示出第一功率模块组件12。本实施例通过将第一控制单元组件16设置在第一功率模块组件12的上方，形成两层结构，有效利用了空间，使得结构更紧凑。而且第一控制单元组件16直接对第一功率模块组件12进行控制，实现了弱电控制强电的目的，紧凑的结构使得控制距离进一步缩短，控制信号受干扰的程度大大减小。

第二子变流器2的主要部件包括第二电容器组件21、第二功率模块组件(图1中未示出)、第二接触器熔断器组件24、第二电抗器组件25和第二传感器组件27，以及第二控制单元组件26。其中，第二电容器组件21、第二功率模块组件、第二接触器熔断器组件24、第二电抗器组件25、第二传感器组件27以及第二控制单元组件26均为模块化设计，即根据器件的功能等将整个变流器分成多个模块化的组件，实现了变流器的模块化布局，降低了故障率，方便维护且具有可移植性。其中，第二电容器组件21、第二功率模块组件、第二接触器熔断器组件24、第二电抗器组件25和第二传感器组件27均位于同一平面上，与第一子变流器1形成了平面对称，有效降低了变流器的柜体的高度，使得变流器可以在轻轨车辆顶部实现安装，从而降低了车辆的整体高度。由此可见，由于变流器中的大部分组件均位于同一平面内，在安装维护时可以从顶面向下垂直操作，各组件在安装拆卸时均不会互相干扰，使得变流器的可操作性更强，降低了维护成本。第二控制单元组件26位于第二功率模块组件的正上方，与上述处于各组件位于不同的平面上。由于图1为该变流器的外部整体示意图，图中第二功率模块组件被第二控制单元组件26挡住，因此在图1中未显示出第二功率模块组件。如图2所示，将第二控制单元组件从变流器中移除之后，则可以从图2中显示出第二功率模块组件22。本实施例通过将第二控制单元组件26设置在第二功率模块组件22的上方，形成两层结构，有效利用了空间，使得结构更紧凑。而且第二控制单元组件26直接对第二功率模块组件22进行控制，实现了弱电控制强电的目的，紧凑的结构使得控制距离进一步缩短，控制信号受干扰的程度大大减小。

结合图1和图2，第一子变流器1和第二子变流器2基本上呈左右对称分布，其中，第一电容器组件11与第二电容器组件21对称设置，第一功率模块组件12与第二功率模块组件22对称设置，第一接触器熔断器组件14与第二接触器熔断器组件24对称设置，第一电抗器组件15与第二电抗器组件25对称设置，第一控制单元组件16与第二控制单元组件26对称设置，第一传感器组件17与第二传感器组件27对称设置。上述结构使得第一子变流器1与第二子变流器2之间形成了平面对称，有效降低了变流器的柜体的高度，使得变流器可以在轻轨车辆顶部实现安装，从而降低了车辆的整体高度。而且对于这种对称结构的变流器来说，其中两组子变流器的电器性能基本相似，则可以有效降低两组子变流器因结构差异而导致出现故障的概率，而且对于出现故障后的故障排查也非常方便，从而提高了变流器的可靠性。

进一步地，在本实施例提供的变流器中，继续结合图1和图2，在第一子变流器1中，第一电容器组件11与第一功率模块组件12之间通过铜排连接，第一接触器熔断器组件14与第一电抗器组件15之间通过铜排连接。第一电容器组件11与第一功率模块组件12之间，以及第一接触器熔断器组件14与第一电抗器组件15之间的接线为第一子变流器1中最关键的主电路接线，由于它们位于同一平面上，从而很容易通过铜排实现连接，由于铜排连接方式系统集成性好、接线错误率低、电气性能优异，提高了变流器的电气性能和可操作性。相应地，在第二子变流器2中，第二电容器组件21与第二功率模块组件22之间也通过铜排连接，第二接触器熔断器组件24与第二电抗器组件25之间也通过铜排连接，进一步提高了变流器的电气性能和可操作性。

另外，在第一子变流器1中，第一功率模块组件12与第一电抗器组件15之间通过电缆线连接，第一接触器熔断器组件14与进线端子组件13之间通过电缆线连接，第一电容器组件11与出线端子组件23之间通过电缆线连接。相应地，在第二子变流器2中，第二功率模块组件22与第二电抗器组件25之间通过电缆线连接，第二接触器熔断器组件24与进线端子组件13之间通过电缆线连接，第二电容器组件21与出线端子组件23之间通过电缆线连接。本实施例中各组件之间的连接均采用就近连接，从而大大减少了主电路中电缆的使用长度，在节约了电缆使用成本的同时，也优化了电气性能。同时，由于铜排的重量低于电缆的重量，因此，本实施例通过上述连接布线方式可以大大减轻整个变流器的重量。

更进一步地，在第一功率模块组件上方可以设置一个支撑架，将第一控制单元组件安置在该支撑架上，并通过该支撑架上的支撑轴实现可翻折结构。这样使得第一控制组件可以在第一功率模块组件上方随时翻折，当第一功率模块组件中电路出现故障时，便可以通过支撑轴将第一控制组件进行翻折，以使得第一功率模块组件的电路露在外面，但此时第一控制组件仍连接在电路中，方便故障排查和维护。相应地，在第二功率模块组件上方也设置有支撑架，第二控制单元组件安置在所述支撑架上，并通过支撑架上的支撑轴实现可翻折结构。这样使得第二控制组件可以在第二功率模块组件上方随时翻折，当第二功率模块组件中电路出现故障时，便可以通过支撑轴将第二控制组件进行翻折，以使得第二功率模块组件的电路露在外面，但此时第二控制组件仍连接在电路中，方便故障排查和维护。

更进一步地，第一子变流器中的第一控制电路与第一主电路分上下两层平行走线且保证一定电气间隙，第二子变流器中的第二控制电路与第二主电路分上下两层平行走线且保证一定电气间隙。其中，第一控制电路为第一控制单元组件的连接电路，第一主电路为第一电容器组件、第一功率模块组件、第一接触器熔断器组件、第一电抗器组件、第一传感器组件之间的连接电路。第二控制电路为第二控制单元组件的连接电路，第二主电路为第二电容器组件、第二功率模块组件、第二接触器熔断器组件、第二电抗器组件、第二传感器组件之间的连接电路。本实施例通过将变流器的控制电路沿变流器的柜体侧壁走线，与主电路分上下两层平行走线，下层走主电路的电缆线，下层走控制电路的电缆线，且相互间保证一定电气间隙，以实现主电路与控制电路的相互隔离，从而避免两者之间发生干扰，增强了系统的可靠性。

本实施例提供的变流器通过对其中的结构进行改进，根据器件的功能等将整个变流器分成多个模块化的组件，实现了变流器的模块化布局，降低了故障率，方便维护且具有可移植性；通过将各组件形成平面对称结构，有效降低了变流器的柜体的高度，使得变流器可以在轻轨车辆顶部实现安装，从而降低了车辆的整体高度，在安装维护时可以从顶面向下垂直操作，各组件在安装拆卸时均不会互相干扰，使得变流器的可操作性更强；本实施例提供的变流器在保证功率为2*120kw的情况下，通过紧凑的设计结构使得变流器柜体的外形尺寸大大减小，可以使得外形尺寸控制在1600mm*1160mm*447mm，与现有技术中相比外形尺寸得到大大减小，从而减小了变流器的重量，降低了柜体的设计成本。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种变流器，其特征在于，包括左右对称分布的第一子变流器和第二子变流器，以及进线端子组件和出线端子组件；

所述第一子变流器包括位于同一平面的模块化设计的第一电容器组件、第一功率模块组件、第一接触器熔断器组件、第一电抗器组件和第一传感器组件，以及位于所述第一功率模块组件上方的第一控制单元组件；

所述第二子变流器包括位于同一平面的模块化设计的第二电容器组件、第二功率模块组件、第二接触器熔断器组件、第二电抗器组件和第二传感器组件，以及位于所述第二功率模块组件上方的第二控制单元组件；

所述第一电容器组件与所述第二电容器组件对称设置，所述第一功率模块组件与所述第二功率模块组件对称设置，所述第一接触器熔断器组件与所述第二接触器熔断器组件对称设置，所述第一电抗器组件与所述第二电抗器组件对称设置，所述第一控制单元组件与所述第二控制单元组件对称设置，所述第一传感器组件与所述第二传感器组件对称设置。

2.根据权利要求1所述的变流器，其特征在于，所述第一电容器组件与所述第一功率模块组件之间通过铜排连接，所述第一接触器熔断器组件与所述第一电抗器组件之间通过铜排连接；

所述第二电容器组件与所述第二功率模块组件之间通过铜排连接，所述第二接触器熔断器组件与所述第二电抗器组件之间通过铜排连接；

所述第一功率模块组件与所述第一电抗器组件之间通过电缆线连接，所述第一接触器熔断器组件与所述进线端子组件之间通过电缆线连接，所述第一电容器组件与所述出线端子组件之间通过电缆线连接；

所述第二功率模块组件与所述第二电抗器组件之间通过电缆线连接，所述第二接触器熔断器组件与所述进线端子组件之间通过电缆线连接，所述第二电容器组件与所述出线端子组件之间通过电缆线连接。

3.根据权利要求1所述的变流器，其特征在于，在所述第一功率模块组件上方设置有支撑架，所述第一控制单元组件安置在所述支撑架上，并通过所述支撑架上的支撑轴实现可翻折结构；

在所述第二功率模块组件上方设置有支撑架，所述第二控制单元组件安置在所述支撑架上，并通过所述支撑架上的支撑轴实现可翻折结构。

4.根据权利要求1所述的变流器，其特征在于，第一控制电路与第一主电路分上下两层平行走线，第二控制电路与第二主电路分上下两层平行走线；

所述第一控制电路为所述第一控制单元组件的连接电路，所述第一主电路为所述第一电容器组件、所述第一功率模块组件、所述第一接触器熔断器组件、所述第一电抗器组件、所述第一传感器组件之间的连接电路；

所述第二控制电路为所述第二控制单元组件的连接电路，所述第二主电路为所述第二电容器组件、所述第二功率模块组件、所述第二接触器熔断器组件、所述第二电抗器组件、所述第二传感器组件之间的连接电路。

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