CN108574418A - 牵引逆变装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种牵引逆变装置，包括功率模块、用于控制所述功率模块的控制器及热管组件，所述功率模块与所述热管组件连接，所述控制器与所述功率模块电连接，所述装置还包括接触器，所述接触器与所述功率模块电连接，所述功率模块与所述接触器之间设置铜排连接组件，所述铜排连接组件包括第一铜排组件、第二铜排组件及第三铜排组件，所述第一铜排组件与所述功率模块电连接，所述第二铜排组件分别与所述第一铜排组件及所述第三铜排组件电连接，所述第三铜排组件与所述接触器电连接。本发明所述牵引逆变装置将所述接触器集成于一体，通过设置铜排连接组件降低了车体布局困难，避免了布线麻烦，有利于散热，保证连接效果，拆装方便。

Description

牵引逆变装置
技术领域
本发明涉及轨道交通牵引技术领域，更具体地说，涉及一种牵引逆变装置
背景技术
永磁同步电机具有高效率、高功率密度、强过载能力等优点，采用永磁同步电机的牵引系统也被喻为第三代轨道交通牵引技术。牵引逆变装置是地铁永磁牵引系统关键部件之一,其运行状态对地铁列车运行至关重要。为保障牵引逆变装置运行的可靠性,逆变装置柜体的电气设计以及结构设计至关重要。
地铁列车采用的主要为异步电机牵引逆变器，其布局方式不尽合理，空间利用率不高，增加了整车布局的困难，维护拆装不够方便，其中为避免永磁同步电机反电势对系统的影响，在永磁同步电机和逆变器之间设置了隔离接触器，以便在必要时将永磁同步牵引电机与逆变器有效断开，避免故障的进一步扩大。
目前，永磁地铁列车采取的措施往往设置单独的隔离接触器箱，增加了车体整体布局的困难，同时需要于车下狭小空间中来回布线，工艺性不佳，维护性差。
鉴于此，有必要提供一种新的牵引逆变装置，该牵引逆变装置能够集成原接触器，布局合理对接方便，便于维护和检修。
发明内容
针对于上述技术问题，本发明提供了一种新的牵引逆变装置，该牵引逆变装置能够集成原接触器，布局合理对接方便，便于维护和检修。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种牵引逆变装置，包括功率模块、用于控制所述功率模块的开关器件开通或关断的控制器及热管组件，所述功率模块与所述热管组件连接，所述控制器与所述功率模块电连接，其特征在于：所述功率模块依次包括第三电阻、第一支撑电容、制动斩波回路及两组三相逆变电路，两组所述三相逆变电路由6个双管I GBT元件组成，所述第三电阻两端设置有第二电压传感器,所述制动斩波回路还包括第五电流传感器及第六电流传感器，所述功率模块的输入端还包括第一电流传感器、第二电流传感器及第一电压传感器，所述功率模块的输出端包括第三电流传感器、第四电流传感器、第六电流传感器及第七电流传感器，所述牵引逆变装置还包括接触器，所述接触器与所述功率模块的输出端电连接，所述功率模块与所述接触器之间设置铜排连接组件，所述铜排连接组件包括第一铜排组件、第二铜排组件及第三铜排组件，所述第一铜排组件与所述功率模块电连接，所述第二铜排组件分别与所述第一铜排组件及所述第三铜排组件电连接，所述第三铜排组件与所述接触器电连接。
作为优选，所述第一铜排组件包括第一铜排、第二铜排及第三铜排，所述第一铜排、所述第二铜排及所述第三铜排互不接触，所述第二铜排组件包括第四铜排、第五铜排及第六铜排，所述第二铜排组件由所述第四铜排、所述第五铜排及所述第六铜排压合而成，所述第三铜排组件包括第七铜排、第八铜排及第九铜排，所述第三铜排组件由所述第七铜排、所述第八铜排及所述第九铜排压合而成，所述第一铜排的输入端、所述第二铜排的输入端及所述第三铜排的输入端分别与所述功率模块电连接，所述第四铜排的输入端、所述第五铜排的输入端及所述第六铜排的输入端分别于所述第一铜排的输出端、所述第二铜排的输出端及所述第三铜排的输出端电连接，所述第四铜排的输出端、所述第五铜排的输出端及所述第六铜排的输出端分别与所述第七铜排的输入端、所述第八铜排的输入端及所述第九铜排的输入端电连接，所述第七铜排的输出端、所述第八铜排的输出端及所述第九铜排的输出端分别与所述接触器电连接。
作为优选，所述功率模块包括功率模块壳体及第一门板，所述接触器包括接触器壳体及第二门板，所述功率模块壳体及所述接触器壳体设置有检修口，所述检修口的边缘设置有密封条，所述功率模块壳体及所述接触器壳体设置有螺纹孔，所述功率模块壳体及所述接触器壳体分别与所述第一门板及所述第二门板通过细杆螺栓组件连接。
作为优选，所述细杆螺栓组件包括细杆螺栓、垫片及支撑柱，所述细杆螺栓包括螺栓头、第一圆柱体及第二圆柱体，所述第一圆柱体的直径小于所述第二圆柱体的直径，所述支撑柱设置有内螺纹，所述第二圆柱体设置有外螺纹，所述第二圆柱体的外螺纹与所述螺纹孔及所述支撑柱的内螺纹相互配合，所述第一门板及所述第二门板安装在所述垫片与所述支撑柱之间。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
1.所述牵引逆变装置将所述接触器集成于一体，且通过铜排连接组件连接，降低了车体布局困难，避免了单独设置接触器箱来回布线的麻烦，同时采用铜排有利于散热，保证连接效果，拆装方便。
2.所述牵引逆变装置，设置多个检修口，且通过细杆螺栓组件将门板与壳体安装，确保拆装时螺栓不会脱落，便于检修与维护的便捷。
附图说明
图1为本发明牵引逆变装置的结构示意图
图2为本发明所述牵引逆变装置的局部结构示意图
图3为本发明所述牵引逆变装置的接触器的结构示意图之一
图4为本发明所述接触器的结构示意图之二
图5为图4中A的放大图
图6为本发明所述牵引逆变装置的细杆螺栓组件的结构示意图
图7为本发明所述牵引逆变装置的铜排连接组件的结构示意图
图8为图7所示的所述铜排连接组件的正视图
图9为图8所示的所述铜排连接组件的侧视图
图10为图9所示的所述铜排连接组件的俯视图
图11为本发明的所述牵引逆变装置的功率模块的原理图
图12为图11所示的所述功率模块的所述制动斩波回路的原理图
以上各图中：1、功率模块；11、功率模块壳体；12、第一门板；13、三相逆变电路；14、制动斩波回路；2、控制器；3、接触器；31、接触器壳体；32、第二门板；4、热管组件；5、铜排连接组件；51、第一铜排组件；511、第一铜排；512、第二铜排；513、第三铜排；52、第二铜排组件；521、第四铜排；522、第五铜排；523、第六铜排；53、第三铜排组件；531、第七铜排；532、第八铜排；533、第九铜排；6、检修口；61、密封条；7、螺纹孔；8、细杆螺栓组件；81、细杆螺栓；811、螺栓头；812、第一圆柱体；813、第二圆柱体；82、垫片；83、支撑柱；
具体实施方式
下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
在本发明中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，仅是为了便于描述本发明和简化描述，因此不能理解为对本发明的限制及指示或暗示相对重要性。
如图1、图2及图7所示，一种牵引逆变装置，包括功率模块1、用于控制所述功率模块1的开关器件开通或关断的控制器2及热管组件4，所述功率模块1与所述热管组件4连接，所述控制器2与所述功率模块1电连接，所述牵引逆变装置还包括接触器3，所述接触器3与所述功率模块1电连接，所述功率模块1与所述接触器3之间设置铜排连接组件5，所述铜排连接组件5包括第一铜排组件51、第二铜排组件52及第三铜排组件53，所述第一铜排组件51与所述功率模块1电连接，所述第二铜排组件52分别与所述第一铜排组件51及所述第三铜排组件53电连接，所述第三铜排组件53与所述接触器3电连接。
所述牵引逆变装置将所述接触器3集成于一体，且通过铜排连接组件5连接，降低了车体布局困难，避免了单独设置接触器3来回布线的麻烦，同时采用铜排有利于散热，保证连接效果，拆装方便。
如图11及图12所示，所述功率模块1依次包括第三电阻R3、第一支撑电容C1、制动斩波回路14及两组三相逆变电路13，两组所述三相逆变电路13由6个双管IGBT元件组成，所述第三电阻R3两端设置有第二电压传感器TV2,所述制动斩波回路14还包括第五电流传感器TA5及第六电流传感器TA6，所述功率模块1的输入端还包括第一电流传感器TA1、第二电流传感器TA2及第一电压传感器TV1，所述功率模块1的输出端包括第三电流传感器TA3、第四电流传感器TA4、第六电流传感器TA6及第七电流传感器TA7。
进一步地，所述控制器2包括FPGA(现场可编程门阵列)及DSP(数字信号处理器)，所述FPGA采集功率模块1输出端连接的电机的转速和三相电流，将采集到的模拟量转化为数字量发送给所述DSP,所述DSP根据所述FPGA采集的电机信息进行算法处理从而计算出逆变器各个开关器件的占空比，并将占空比信息发送给所述FPGA，所述FPGA根据占空比信息进行处理，产生控制开关器件的PWM(脉冲宽度调制)，从而实现对所述三相逆变电路13的控制。
如图7至图10所示，所述第一铜排组件51包括第一铜排511、第二铜排512及第三铜排513，所述第一铜排511、所述第二铜排512及所述第三铜排513互不接触，所述第二铜排组件52包括第四铜排521、第五铜排522及第六铜排523，所述第二铜排组件52由所述第四铜排521、所述第五铜排522及所述第六铜排523压合而成，所述第三铜排组件53包括第七铜排531、第八铜排532及第九铜排533，所述第三铜排组件53由所述第七铜排531、所述第八铜排532及所述第九铜排533压合而成，所述第一铜排511的输入端、所述第二铜排的输入端及所述第三铜排513的输入端分别与所述功率模块1电连接，所述第四铜排521的输入端、所述第五铜排522的输入端及所述第六铜排523的输入端分别于所述第一铜排511的输出端、所述第二铜排512的输出端及所述第三铜排513的输出端电连接，所述第四铜排521的输出端、所述第五铜排522的输出端及所述第六铜排523的输出端分别与所述第七铜排531的输入端、所述第八铜排532的输入端及所述第九铜排533的输入端电连接，所述第七铜排531的输出端、所述第八铜排532的输出端及所述第九铜排533的输出端分别与所述接触器3电连接。
如图2至图5所示，所述功率模块1包括功率模块壳体11及第一门板12，所述接触器3包括接触器壳体31及第二门板32，所述功率模块壳体11及所述接触器壳体31设置有检修口6，所述检修口6的边缘设置有密封条61，所述功率模块壳体11及所述接触器壳体31设置有螺纹孔7，所述功率模块壳体11及所述接触器壳体31分别与所述第一门板12及所述第二门板32通过细杆螺栓组件8连接。
如图6所示，所述细杆螺栓组件8包括细杆螺栓81、垫片82及支撑柱83，所述细杆螺栓81包括螺栓头811、第一圆柱体812及第二圆柱体813，所述第一圆柱体812的直径小于所述第二圆柱体813的直径，所述支撑柱83设置有内螺纹，所述第二圆柱体813设置有外螺纹，所述第二圆柱体813的外螺纹与所述螺纹孔7及所述支撑柱83的内螺纹相互配合，所述第一门板12及所述第二门板32安装在所述垫片82与所述支撑柱83之间。
安装过程：首先将垫片82与细杆螺栓81安装在所述第一门板12或第二门板32上，然后将支撑柱83经第一圆柱体812旋入，此时所述第二圆柱体813与所述支撑柱83活动连接，所述第一门板12或所述第二门板32安装在所述垫片82与所述支撑柱83之间，最后通过所述第一圆柱体812与所述功率模块壳体11及所述接触器壳体31上的所述螺纹孔7配合，将所述第一门板12安装在所述功率模块壳体11上或将所述第二门板32安装在所述接触器壳体31上。
所述牵引逆变装置，设置两个及以上所述检修口6，且通过所述细杆螺栓组件8将所述功率模块壳体11及所述接触器壳体31分别与所述第一门板12及所述第二门板32安装，确保拆装时螺栓不会脱落，便于检修与维护的便捷。
进一步地，所述热管组件4包括热管及罩板，所述热管组件4四面无遮挡，能够保证最大限度的利用走行风。

Claims (4)

1.一种牵引逆变装置，包括功率模块、用于控制所述功率模块的开关器件开通或关断的控制器及热管组件，所述功率模块与所述热管组件连接，所述控制器与所述功率模块电连接，其特征在于：所述功率模块依次包括第三电阻、第一支撑电容、制动斩波回路及两组三相逆变电路，两组所述三相逆变电路由6个双管I GBT元件组成，所述第三电阻两端设置有第二电压传感器,所述制动斩波回路还包括第五电流传感器及第六电流传感器，所述功率模块的输入端还包括第一电流传感器、第二电流传感器及第一电压传感器，所述功率模块的输出端包括第三电流传感器、第四电流传感器、第六电流传感器及第七电流传感器，所述牵引逆变装置还包括接触器，所述接触器与所述功率模块的输出端电连接，所述功率模块与所述接触器之间设置铜排连接组件，所述铜排连接组件包括第一铜排组件、第二铜排组件及第三铜排组件，所述第一铜排组件与所述功率模块电连接，所述第二铜排组件分别与所述第一铜排组件及所述第三铜排组件电连接，所述第三铜排组件与所述接触器电连接。
2.根据权利要求1所述的牵引逆变装置，其特征在于：所述第一铜排组件包括第一铜排、第二铜排及第三铜排，所述第一铜排、所述第二铜排及所述第三铜排互不接触，所述第二铜排组件包括第四铜排、第五铜排及第六铜排，所述第二铜排组件由所述第四铜排、所述第五铜排及所述第六铜排压合而成，所述第三铜排组件包括第七铜排、第八铜排及第九铜排，所述第三铜排组件由所述第七铜排、所述第八铜排及所述第九铜排压合而成，所述第一铜排的输入端、所述第二铜排的输入端及所述第三铜排的输入端分别与所述功率模块电连接，所述第四铜排的输入端、所述第五铜排的输入端及所述第六铜排的输入端分别于所述第一铜排的输出端、所述第二铜排的输出端及所述第三铜排的输出端电连接，所述第四铜排的输出端、所述第五铜排的输出端及所述第六铜排的输出端分别与所述第七铜排的输入端、所述第八铜排的输入端及所述第九铜排的输入端电连接，所述第七铜排的输出端、所述第八铜排的输出端及所述第九铜排的输出端分别与所述接触器电连接。
3.根据权利要求1所述的牵引逆变装置，其特征在于：所述功率模块包括功率模块壳体及第一门板，所述接触器包括接触器壳体及第二门板，所述功率模块壳体及所述接触器壳体设置有检修口，所述检修口的边缘设置有密封条，所述功率模块壳体及所述接触器壳体设置有螺纹孔，所述功率模块壳体及所述接触器壳体分别与所述第一门板及所述第二门板通过细杆螺栓组件连接。
4.根据权利要求3所述的牵引逆变装置，其特征在于：所述细杆螺栓组件包括细杆螺栓、垫片及支撑柱，所述细杆螺栓包括螺栓头、第一圆柱体及第二圆柱体，所述第一圆柱体的直径小于所述第二圆柱体的直径，所述支撑柱设置有内螺纹，所述第二圆柱体设置有外螺纹，所述第二圆柱体的外螺纹与所述螺纹孔及所述支撑柱的内螺纹相互配合，所述第一门板及所述第二门板安装在所述垫片与所述支撑柱之间。
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