CN205231774U - 一种机车充电机母排连接结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机车充电机母排连接结构，母排是低感母排、复合母排，母排包括相互间隔布置的三层基板和四层绝缘板，母排安装于充电机内部，并固定在IGBT模块上，母排的平面形状为T形，其T形横端安装两个串联支撑电容C1、C2，中间端安装一个滤波解耦电容C3；母排的电气接口包括输入DC600V电源的正极Ud1+、负极Ud1-及两个串联支撑电容C1、C2的中间端点M。由于采用了层叠母排的形式，杂散电感非常小，采用正负极错开的方法可以更有效的利用母排面积，降低投资。

Description

一种机车充电机母排连接结构

技术领域

本实用新型涉及一种电气低感母排安装，尤其涉及一种机车充电机母排连接结构。

背景技术

由于本充电机使用半桥控制模式，其另外半桥由两个支撑电容串联组成，其中涉及大容量电容及敏感开关功率器件IGBT。电容器组的杂散电感大小对输出的电流脉冲以及外部器件参数选取有重要的影响，往往希望电容器的杂散电感越小越好。电容器组在连接中的母排走线直接影响杂散电感的大小，甚至占据着主导因素。传统的电气连接方式多用线缆或铜牌连接，这种方式需正负母线远离，以满足绝缘要求，但杂散电感较大。同时开关功率器件IGBT应运中，过压保护是关键问题，而电路中的杂散电感的降低对过压保护问题起关键作用。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种杂散电感小、有效的利用母排面积、降低投资的机车充电机母排连接结构。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的机车充电机母排连接结构，所述母排是低感母排、复合母排，所述母排包括相互间隔布置的三层基板和四层绝缘板，所述母排安装于充电机内部，并固定在IGBT模块上，所述母排的平面形状为T形，其T形横端安装两个串联支撑电容C1、C2，中间端安装一个滤波解耦电容C3；所述母排的电气接口包括输入DC600V电源的正极Ud1+、负极Ud1-及两个串联支撑电容C1、C2的中间端点M。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的机车充电机母排连接结构，由于采用了层叠母排的形式，杂散电感非常小，接近无感，采用正负极错开的方法可以更有效的利用母排面积，降低投资。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的机车充电机母排连接结构的电气原理示意图。

图2为本实用新型实施例中机车充电机母排的结构示意图。

图3为本实用新型实施例中机车充电机母排的安装结构示意图。

图中：

1、T形横端的4个电气连接口，2、T形横端外侧的3个电气端口，3、T形竖端的4个电气连接口，4、T形竖端侧的2个突起连接片，5、T形竖端末的3个电气接口。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例作进一步地详细描述。

本实用新型的机车充电机母排连接结构，其较佳的具体实施方式如图1、图2所示：

所述母排是低感母排、复合母排，所述母排包括相互间隔布置的三层基板和四层绝缘板，所述母排安装于充电机内部，并固定在IGBT模块上，所述母排的平面形状为T形，其T形横端安装两个串联支撑电容C1、C2，中间端安装一个滤波解耦电容C3；

所述母排的电气接口包括输入DC600V电源的正极Ud1+、负极Ud1-及两个串联支撑电容C1、C2的中间端点M。

所述母排的T形横端设有4个电气连接口，该4个电气连接口同时也是安装机械接口，依次顺序为正极Ud1+、中间端点M、中间端点M、负极Ud1-，该4个电气连接口串联连接两个支撑电容C1、C2，该4个电气连接口的外侧有3个电气端口顺序为正极Ud1+、中间端点M、负极Ud1-，该3个电气端口插接接线端子通过对外导线连接分压电阻R。

所述母排的T形竖端设有4个电气连接口，分别为正极Ud1+、负极Ud1-、中间端点M、中间端点M，该4个电气连接口并联连接一个或两个IGBT模块。

所述母排的T形竖端侧设有2个突起连接片，顺序为正极Ud1+、负极Ud1-，该2个突起连接片安装所述滤波解耦电容C3。

所述母排的T形竖端末设有3个电气接口，顺序为正极Ud1+、负极Ud1-、中间端点M，该3个电气接口同时作为机械接口分别连接接线端子，作为对外接口。

本实用新型的机车充电机母排连接结构，采用了层叠母排的形式，杂散电感非常小，接近无感，采用正负极错开的方法可以更有效的利用母排面积，降低投资。

具体实施例：

如图1、图2、图3所示，该母排安装于充电机上。母排主要作用主要作用为代替线缆，实现充电机大功率器件的电气连接。整个充电机采用高频逆变将DC600V直流电压逆变为10kHz的交流方波电压，再通过高频变压器的降压和隔离变换、全波整流和滤波变为稳定的DC110V(20℃时)直流电压。而大功率器件主要集中在前段DC600V直流电压逆变为10kHz的交流方波电压，这一阶段主要功率器件包括IGBT半桥模块、支撑电容器及滤波解耦电容，其全部安装在母排上。

复合母排采用三层基板和四层绝缘板结构，通过层间的绝缘材料实现相互的电气隔离和电气绝缘。基板选用优质的电解铜材料，表面经过特殊工艺的镀白锌处理，能够耐受大于96小时的烟雾试验。绝缘板和胶的温度等级为200级，在结构上采用胶粘技术将基板和绝缘板层压在一起，在基板上根据电器件的布置位置和对外出线方式的不同设计有相应的电气连接接口，且经过了特殊的工艺处理，满足电气连接和使用环境下的电气性能要求。

复合母排被安装在充电机功率模块中，该功率模块又被安装在能够满足IEC60529标准中定义的IP50防护等级的辅助变流柜中，辅助变流柜被安装在电力机车的机械间内。要求按照相关IEC标准进行局放试验、介电试验、温升试验、电流冲击试验、冲击与振动等关键性试验。

复合母排层间工频耐压符合4000V/50HZ需要30分钟，层间电流冲击符合3次300A/1s。其需要达到的技术参数为：

额定电压DC1000V(层间)

绝缘等级：F级(155℃)

分布电感：小于5μH

分布电容：小于5nF

工频耐压：2500V/50Hz，1分钟(层间)

局部放电：小于5Pc/1000Vrms

电流冲击：600A/1s(层间)

复合母排采用三层基板和四层绝缘板结构，通过层间的绝缘材料实现相互的电气隔离和电气绝缘。基板选用优质的电解铜材料，表面经过特殊工艺的镀白锌处理，能够耐受大于96小时的烟雾试验。绝缘板和胶的温度等级为200级，在结构上采用胶粘技术将基板和绝缘板层压在一起，在基板上根据电器件的布置位置和对外出线方式的不同设计有相应的电气连接接口，且经过了特殊的工艺处理，满足电气连接和使用环境下的电气性能要求。

将三层基板和四层绝缘板层压即合成母排，包括：

1、最上层无感母排，其电气属性为M；

2、中间层无感母排，其电气属性为Ud1+；

3、最下层无感母排，其电气属性为Ud1+；

4、无感母排绝缘层。

机械安装接口如图2，安装示意图如图3。

将TPC电容C3涂上导电接触脂，后将其安装在母排上,用螺栓M6x12、垫圈6和TREP垫圈L6。扭力3Nm。

将支撑电容C1、C2按图3的位置，使之安装到无感母排上，使电容正端对应到母排上的正端，用trep3L垫圈件和切槽螺母M6。紧固电容两端，M6螺母一端扭力2Nm，M12螺母一端扭力用10±15％Nm。

按图3的位置将IGBT安装在无感母排的下方，用IGBT自带螺栓，IGBT的螺栓紧固力为5±15％N.m。

将3个连接铜排在母排面用螺栓M6x20、垫圈6和trep3L垫圈，在铜排面用trep3L垫圈、垫圈6和螺母M6。紧固用5±15％Nm的扭力。作为对外接口，连接输入电压DC600V的正负两级及支撑电容半桥输入端。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种机车充电机母排连接结构，所述母排是低感母排、复合母排，其特征在于，所述母排包括相互间隔布置的三层基板和四层绝缘板，所述母排安装于充电机内部，并固定在IGBT模块上，所述母排的平面形状为T形，其T形横端安装两个串联支撑电容(C1、C2)，中间端安装一个滤波解耦电容(C3)；

所述母排的电气接口包括输入DC600V电源的正极(Ud1+)、负极(Ud1-)及两个串联支撑电容(C1、C2)的中间端点(M)。

2.根据权利要求1所述的机车充电机母排连接结构，其特征在于，所述母排的T形横端设有4个电气连接口，该4个电气连接口同时也是安装机械接口，依次顺序为正极(Ud1+)、中间端点(M)、中间端点(M)、负极(Ud1-)，该4个电气连接口串联连接两个支撑电容(C1、C2)，该4个电气连接口的外侧有3个电气端口顺序为正极(Ud1+)、中间端点(M)、负极(Ud1-)，该3个电气端口插接接线端子通过对外导线连接分压电阻(R)。

3.根据权利要求1所述的机车充电机母排连接结构，其特征在于，所述母排的T形竖端设有4个电气连接口，分别为正极(Ud1+)、负极(Ud1-)、中间端点(M)、中间端点(M)，该4个电气连接口并联连接一个或两个IGBT模块。

4.根据权利要求1所述的机车充电机母排连接结构，其特征在于，所述母排的T形竖端侧设有2个突起连接片，顺序为正极(Ud1+)、负极(Ud1-)，该2个突起连接片安装所述滤波解耦电容(C3)。

5.根据权利要求1所述的机车充电机母排连接结构，其特征在于，所述母排的T形竖端末设有3个电气接口，顺序为正极(Ud1+)、负极(Ud1-)、中间端点(M)，该3个电气接口同时作为机械接口分别连接接线端子，作为对外接口。