CN216356423U - 一种同相供电功率设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种同相供电功率设备，包括箱体，以及位于该箱体内的同相供电功率模块、散热器、以及母线电容；所述箱体包括箱体框架、设置于箱体框架下部的滚轮和设置于箱体框架前端的把手；所述同相供电功率模块包括上部功率模块和下部功率模块；所述散热器包括位于箱体上部的上部散热器和位于箱体上部的下部散热器，所述上部功率模块固定在上部散热器上，所述下部功率模块固定在下部散热器上；所述母线电容包括上部母线电容和下部母线电容，所述上部母线电容设置于箱体上部后侧，下部母线电容设置于箱体下部后侧。本实用新型的技术方案，通过设备内部件的合理布局，提高了整套设备功率密度，减少了设备整体尺寸。

Description

一种同相供电功率设备

技术领域

本实用新型涉及电力设备技术领域，尤其涉及一种同相供电功率设备。

背景技术

现有技术中的轨道交通牵引网单边供电模式和现有的牵引变电所接线方式及其换相连接，决定了牵引网上必然存在电分相环节。采用地面自动过分相装置而出现故障时，列车会硬闯分相环节容易造成短路故障；而车上自动过分相装置故障时会影响机车运行。电分相环节对高速重载列车有极大的制约作用。因此，应用现代电力电子技术和微处理器控制技术，研制具有自主知识产权的同相供电技术，实现牵引供电技术的创新，达到铁路与电力发展的双赢，具有重要的意义。

现有技术中的同相供电功率设备普遍存在模块体积太大导致的维护困难，散热不佳，并联回路连接困难，杂散电感大等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种同相功率供电设备，通过设备内部件的合理布局，提高了整套设备功率密度，减少了设备整体尺寸，具有功率密度大，维护方便，回路简单，杂散电感小，安全可靠等优点。

为达到上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种同相供电功率设备，包括箱体，以及位于该箱体内的同相供电功率模块、散热器、以及母线电容；其中，

所述箱体包括箱体框架、设置于箱体框架下部的滚轮和设置于箱体框架前端的把手；

所述同相供电功率模块包括上部功率模块和下部功率模块；

所述散热器包括位于箱体上部的上部散热器和位于箱体上部的下部散热器，所述上部功率模块固定在上部散热器上，所述下部功率模块固定在下部散热器上；

所述母线电容包括上部母线电容和下部母线电容，所述上部母线电容设置于箱体上部后侧，下部母线电容设置于箱体下部后侧。

进一步的，还包括电容叠层母排，所述电容叠层母排将上部功率模块的叠层母排、下部功率模块的叠层母排以及母线电容相互连接。

进一步的，还包括均压电阻，所述均压电阻设置于上部散热器的背面。

进一步的，还包括控制电源和控制板卡；所述控制电源设置于箱体侧面的安装板上，所述控制板卡设置于箱体上部的控制腔体内。

进一步的，还包括散热水路，所述散热水路的进水管和出水管分别位于箱体前端的上部和下部；

所述上部功率模块和下部功率模块通过串联水管连接，相邻的功率设备通过并联水管连接。

进一步的，还包括级联侧输入铜排和并联侧输出铜排；

所述级联侧输入铜排位于箱体前端，并从该前端穿过；所述并联侧输出铜排位于箱体底部。

进一步的，所述上部功率模块的下部出线端子连接级联侧输入铜排，下部功率模块的上部出线端子连接并联侧输出铜排。

进一步的，还包括正极铜排、负级铜排、霍尔元件、以及直流接触器；

所述正极铜排穿过霍尔元件后连接直流接触器，再连接到并联侧输出铜排。

综上所述，本实用新型提供了一种同相供电功率设备，通过设备内部件的合理布局，提高了整套设备功率密度，减少了设备整体尺寸。该设备箱体底部采用滚轮结构用于抽拉模块，有效减少维护难度；采用“2+1”的叠层母排联结结构，有效降低杂散电感的性能问题；单个功率模块采用串联水管，系统采用并联水管，水路布局简单并能够有效解决散热问题；合理布局，整体功率设备内部布局成C型结构，电流走向简单，有效解决同相供电功率设备的一次联结困难的问题。

附图说明

图1是本实用新型同相供电功率设备的箱体框架图；

图2是功率模块的元件布局图；

图3是叠层母排的结构示意图；

图4是电源和控制元件的结构示意图；

图5是散热水路的结构示意图；

图6是功率模块内部元器件连接示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

下面结合附图对本实用新型的技术方案进行详细说明。本实用新型提供了一种同相供电功率设备，该同相供电功率设备例如包括箱体、水冷散热器、旁路开关、IGBT模块、叠层母排、母线电容、均压电阻、电流霍尔、接触器、吸收电容、控制电源及控制板等部件，图1中示出了本实用新型同相供电功率设备的箱体框架图。本实用新型通过对同相供电功率设备内部件的合理布局，提高了整套设备功率密度，减少了设备整体尺寸。以下进行详细说明。

本实用新型提供的同相供电功率设备，包括箱体，以及位于该箱体内的同相供电功率模块、散热器、以及母线电容。如图1所示，所述箱体包括箱体框架1、设置于箱体框架下部的滚轮2和设置于箱体框架前端的把手3。该同相供电功率模块包括上部功率模块4和下部功率模块5，图2中示出了功率模块的元件布局图，所述散热器6包括位于箱体上部的上部散热器和位于箱体上部的下部散热器，所述上部功率模块固定在上部散热器上，所述下部功率模块固定在下部散热器上。将其功率模块中级联侧的功率元件放置于上部，称为上部功率模块；将并联侧的功率元件放置于下部，称为下部功率模块；从而将不同功能的功率模块在物理上加以区分，能够更好地满足散热以及维修等方面的要求。该功率模块例如可以为IGBT模块组，IGBT模块组包括IGBT 模块和IGBT驱动板，IGBT驱动板插接在IGBT模块上。所述母线电容7包括上部母线电容和下部母线电容，所述上部母线电容设置于箱体上部后侧，下部母线电容设置于箱体下部后侧。

该同相供电功率设备还包括电容叠层母排9，所述电容叠层母排9将上部功率模块的叠层母排10、下部功率模块的叠层母排11以及母线电容7相互连接。图3中示出了叠层母排的结构示意图，上部功率模块的叠层母排10和下部功率模块的叠层母排11具有输出端子8。还包括均压电阻，所述均压电阻设置于上部散热器的背面。还包括控制电源12和控制板卡13；所述控制电源12设置于箱体侧面的安装板上，所述控制板卡13设置于箱体上部的控制腔体内，图4示出了电源和控制元件的结构示意图。图5示出了散热水路的结构示意图，所述散热水路包括进水管14、出水管15、串联水管16以及并联水管等部分。其中，进水管14和出水管15分别位于箱体前端的上部和下部；所述上部功率模块和下部功率模块通过串联水管16连接，相邻的功率模块通过并联水管连接。进一步的，还包括级联侧输入铜排17和并联侧输出铜排18；所述级联侧输入铜排17位于箱体前端，并从该前端穿过；所述并联侧输出铜排18位于箱体底部。所述上部功率模块的下部出线端子连接级联侧输入铜排17，下部功率模块的上部出线端子连接并联侧输出铜排18，在级联侧输入铜排17的两端还并联有旁路开关21。该同相供电功率设备还包括正极铜排、负级铜排、霍尔元件19、以及直流接触器20；所述正极铜排穿过霍尔元件19后连接直流接触器20，再连接到并联侧输出铜排18。图6示出了该功率模块内部元器件连接示意图。

该同相供电设备例如可以按照以下步骤进行安装：

步骤1将2个母线电容7安装至箱体内；

步骤2将1个电容叠层母排9固定于2个母线电容7上；

步骤3将上部模块散热器、下部模块散热器组装到箱体框架1上；

步骤4将上部功率模块4和下部功率模块5(例如IGBT功率模块)组装到对应散热器6上；

步骤5将IGBT驱动板插接到IGBT上；

步骤6将上部功率模块的叠层母排10、下部功率模块的叠层母排11固定到对应功率模块及其支撑柱上，并与电容叠层母排9相连；

步骤7将旁路开关21、直流接触器20安装至箱体对应位置上；

步骤8将均压电阻安装至上部模块散热器背面对应位置上；

步骤9将正极并联侧输出转接铜排连接到直流接触器20上，再使用铜排将直流接触器20连接到下部功率模块的输出端子上，转接铜排须从霍尔元件19中穿过，霍尔元件19固定到转接铜排上；

步骤10将级联侧输入铜排17与旁路开关21紧固，再使用转接铜排将直流输入端子与上部功率模块的输出端子连接；

步骤11将控制电源12安装至箱体右侧；

步骤12将控制板卡13安装至箱体顶部。

综上所述，本实用新型提供了一种同相供电功率设备，通过设备内部件的合理布局，提高了整套设备功率密度，减少了设备整体尺寸。该设备箱体底部采用滚轮结构用于抽拉模块，有效减少维护难度；采用“2+1”的叠层母排联结结构，有效降低杂散电感的性能问题；单个功率模块采用串联水管，系统采用并联水管，水路布局简单并能够有效解决散热问题；合理布局，整体功率设备内部布局成C型结构，电流走向简单，有效解决同相供电功率设备的一次联结困难的问题。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (8)

1.一种同相供电功率设备，其特征在于，包括箱体，以及位于该箱体内的同相供电功率模块、散热器、以及母线电容；其中，

所述箱体包括箱体框架、设置于箱体框架下部的滚轮和设置于箱体框架前端的把手；

所述同相供电功率模块包括上部功率模块和下部功率模块；

所述散热器包括位于箱体上部的上部散热器和位于箱体上部的下部散热器，所述上部功率模块固定在上部散热器上，所述下部功率模块固定在下部散热器上；

所述母线电容包括上部母线电容和下部母线电容，所述上部母线电容设置于箱体上部后侧，下部母线电容设置于箱体下部后侧。

2.根据权利要求1所述的同相供电功率设备，其特征在于，还包括电容叠层母排，所述电容叠层母排将上部功率模块的叠层母排、下部功率模块的叠层母排以及母线电容相互连接。

3.根据权利要求2所述的同相供电功率设备，其特征在于，还包括均压电阻，所述均压电阻设置于上部散热器的背面。

4.根据权利要求3所述的同相供电功率设备，其特征在于，还包括控制电源和控制板卡；所述控制电源设置于箱体侧面的安装板上，所述控制板卡设置于箱体上部的控制腔体内。

5.根据权利要求1所述的同相供电功率设备，其特征在于，还包括散热水路，所述散热水路的进水管和出水管分别位于箱体前端的上部和下部；

所述上部功率模块和下部功率模块通过串联水管连接，相邻的功率设备通过并联水管连接。

6.根据权利要求1所述的同相供电功率设备，其特征在于，还包括级联侧输入铜排和并联侧输出铜排；

所述级联侧输入铜排位于箱体前端，并从该前端穿过；所述并联侧输出铜排位于箱体底部。

7.根据权利要求6所述的同相供电功率设备，其特征在于，所述上部功率模块的下部出线端子连接级联侧输入铜排，下部功率模块的上部出线端子连接并联侧输出铜排。

8.根据权利要求7所述的同相供电功率设备，其特征在于，还包括正极铜排、负级铜排、霍尔元件、以及直流接触器；

所述正极铜排穿过霍尔元件后连接直流接触器，再连接到并联侧输出铜排。

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