CN112713747A - 一种机车变流器交流输入单元集成组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机车变流器交流输入单元集成组件，包括主接触器（1）、预充电接触器（2）和预充电电阻（3）；所述主接触器（1）、预充电接触器（2）和预充电电阻（3）集成于固定板（4）上，所述主接触器（1）位于固定板（4）前部，所述预充电电阻（3）位于固定板（4）后端，所述预充电接触器（2）位于固定板（4）中部。交流输入单元安装在变流器左下方，该交流输入单元采用模块化、组件化方式，减少电缆数量及长度，保证产品可靠性；简化变流器布局，减小变流器体积；组件正面安装，维护方便，降低运用检修成本，以满足变流装置小型化、轻量化、模块化、高可靠性的发展。

Description

一种机车变流器交流输入单元集成组件
技术领域
本发明涉及电力机车技术领域，具体为一种机车变流器交流输入单元集成组件。
背景技术
随着轨道交通技术的高速发展，大功率IGBT在变流器上的广泛应用，变流器正朝着小型化、轻量化、模块化、高可靠性的方向发展。在高电压和大电流状态下，电磁环境很复杂，所以要求变流器柜内走线尽可能方便，能够承受较强的电磁干扰；同时考虑中国铁路总公司关于机车C5修不落车维修维护的改革，降低检修成本，提高在线维修维护效率。传统的变流器交流输入单元采用主接触器、预充电接触器、预充电电阻分离方式，通过铜排或线缆进行电气连接，存在缺点：1、主接触器、预充电接触器、预充电电阻分离布局方式，电缆走线较长不方便，成本较高；2、器件布局不集中，占据空间体积较大，不利于机车牵引变流器小型化、轻量化设计；3、器件集成度不高，安装效率低，也不利于故障时维修更换；4、机车运用维修维护成本较高。
发明内容
为了更好满足铁路运输需求，保障和谐型机车可靠运用，降低运用检修成本，以满足功率单元小型化、轻量化、模块化、高可靠性的发展。本发明目的是设计一种应用于IGBT等级为3300V大功率机车牵引系统中的交流输入单元组件，采用整体性较强的模块化、组件化结构方式，实现了变流器交流输入单元可靠的传输，减少了变流器体积，并且安装维护方便，提高了变流器的可靠性、维护性。
本发明是采用如下技术方案实现的：
一种机车变流器交流输入单元集成组件，包括主接触器、预充电接触器和预充电电阻。
所述主接触器、预充电接触器和预充电电阻集成于固定板上，所述主接触器位于固定板前部，所述预充电电阻位于固定板后端，所述预充电接触器位于固定板中部。
优选的，三套主接触器、预充电接触器和预充电电阻并列集成于固定板上。
将变流器交流输入单元的主接触器、预充电接触器及预充电电阻集成在一个安装组件上，采用模块化、组件化设计，通过板式抽屉滑轨安装方式安装在变流器内左下方，变流器内部设置配合导轨，结构上实现模块化、组件化设计，减少柜内布线，便于结构合理化、紧凑化，提升可靠性的同时走线方便，便于维护和检修。
该牵引变流器交流输入单元的设计及应用，有以下有益效果：
1、采用模块化、组件化方式，减少电缆数量及长度，简化布局。
2、采用模块化、组件化方式，利于机车变流器小型化、轻量化设计。
3、采用模块化、组件化方式，解决安装效率低、在线安装维护不便的问题。
4、采用模块化、组件化方式，降低维修维护成本。
本发明设计合理，交流输入单元采用滑轨式安装在变流器内，组件正面安装及拆卸，可实现不落车情况下，变流器维修维护，缩短在线维护时间。
附图说明
图1表示牵引系统主电路原理图。
图2表示牵引系统单轴主电路原理图。
图3表示本发明所述的输入单元集成组件示意图。
图4表示变流器布局示意图。
图中：1-主接触器，2-预充电接触器，3-预充电电阻，4-固定板，5-三角梁，6-滑轨，7-把手，8-铜排，9-线缆接口；10-变流器，101-输入单元功能区，102-牵引功率模块单元功能区，103-中间支撑电容单元功能区，104-高压输入输出单元功能区，105-辅助逆变功率模块单元功能区，106-辅助控制单元功能区，107-低压电器单元功能区，108-牵引控制单元功能区，109-接地检测单元功能区，110-斩波电阻单元功能区，111-冷却系统单元功能区。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。
本发明所述的输入单元集成组件应用于IGBT等级为3300V大功率电力机车变流器中，该变流器主电路采用3组独立的牵引回路，每组牵引主电路包含一个交流输入单元功能电路（如图1所示的虚线框中），进行变流器的预充电过程、交直变换及相关保护控制。
如图2所示，通过牵引系统主电路设计，从电气结构和结构布局上形成变流器模块化设计平台，从电气结构上主要分解为：交流输入单元、四象限功率单元、接地检测单元、慢放电单元、斩波电阻单元、逆变器功率单元等。
如图4所示，考虑变流器整体布局及维修维护，根据功能单元和模块化设计思想，将变流器10在结构上划分为输入单元功能区101，牵引功率模块单元功能区102，中间支撑电容单元功能区103，高压输入输出单元功能区104，辅助逆变功率模块单元功能区105，辅助控制单元功能区106，低压电器单元功能区107，牵引控制单元功能区108，接地检测单元功能区109，斩波电阻单元功能区110，冷却系统单元功能区111。各区域设计考虑不同项目特殊需求，保证变流器的可维护性、安全性、可靠性。
具体实施时，应用于IGBT等级为3300V大功率电力机车变流器的交流输入单元组件包含主接触器1（1800V/2000A）、预充电接触器2（2000V/200A）、预充电电阻3（22Ω/33kJ）。
如图3所示，将主接触器、预充电接触器、预充电电阻集成到一个单元形成小组件，即：三套主接触器1、预充电接触器2和预充电电阻3并列集成于固定板4上，三个主接触器1位于固定板4前部，三个预充电电阻3直立位于固定板4后端，三个预充电接触器2位于固定板4中部。主接触器1的高压部分采用铜排8连接，其低压部分采用线缆接口9连接，采用铜排和线缆实现高低压电气连接功能单元外部，强弱电分离，中间高压连接部分采用铜排连接，实现快速拆装的同时，保证电气可靠性连接。低压连接集成到连接器上，便于插拔，提高安装和检修效率。固定板4两侧采用三角梁5加固。固定板4两侧面分别通过滑轨6安装于交流柜的输入单元功能区101，进行抽屉式推拉安装在变流器内部，方便维修和维护。固定板4后端设有把手7，方便操作单个组装，空间紧凑，整体单元集成后，方便拆装维修。
如图4所示，交流输入单元安装在变流器左下方，该交流输入单元采用模块化、组件化方式，减少电缆数量及长度，保证产品可靠性；简化变流器布局，减小变流器体积；组件正面安装，维护方便，降低运用检修成本，以满足变流装置小型化、轻量化、模块化、高可靠性的发展。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照本发明实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明的技术方案的精神和范围，其均应涵盖本发明的权利要求保护范围中。

Claims (7)

1.一种机车变流器交流输入单元集成组件，包括主接触器（1）、预充电接触器（2）和预充电电阻（3）；
其特征在于：所述主接触器（1）、预充电接触器（2）和预充电电阻（3）集成于固定板（4）上，所述主接触器（1）位于固定板（4）前部，所述预充电电阻（3）位于固定板（4）后端，所述预充电接触器（2）位于固定板（4）中部。
2.根据权利要求1所述的一种机车变流器交流输入单元集成组件，其特征在于：三套主接触器（1）、预充电接触器（2）和预充电电阻（3）并列集成于固定板（4）上。
3.根据权利要求1或2所述的一种机车变流器交流输入单元集成组件，其特征在于：所述主接触器（1）的高压部分采用铜排（8）连接，其低压部分采用线缆接口（9）连接。
4.根据权利要求3所述的一种机车变流器交流输入单元集成组件，其特征在于：三个预充电电阻（3）直立并排位于固定板（4）后端。
5.根据权利要求4所述的一种机车变流器交流输入单元集成组件，其特征在于：所述固定板（4）两侧采用三角梁（5）加固。
6.根据权利要求5所述的一种机车变流器交流输入单元集成组件，其特征在于：所述固定板（4）两侧面分别通过滑轨（6）安装于变流器（10）的输入单元功能区（101）。
7.根据权利要求6所述的一种机车变流器交流输入单元集成组件，其特征在于：所述固定板（4）后端设有把手（7）。
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