專利名稱：牽引逆變器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電力變換裝置，更確切地說是涉及一種輕軌列車地鐵、和干線動車牽引用逆變器的實用化結(jié)構(gòu)。
隨著城市交通的發(fā)展，輕軌列車包括地鐵越來越迫切地需要應(yīng)用交流調(diào)速系統(tǒng)。但是，與普通逆變器相比，牽引用逆變器有很多特殊性，在功率、調(diào)速性能、運行溫度、體積、抗震性、可維護性等方面都有特殊的要求。
另外，輕軌牽引逆變器國內(nèi)外流行車控，即一臺車的四個電機由一臺逆變器進行調(diào)速。希望能用相同的逆變器體積實現(xiàn)架控，即一個轉(zhuǎn)向架的兩臺電機由一個逆變器控制，在一個機柜中放入兩臺逆變器，以提高整車性能。
本實用新型的目的是設(shè)計一種實用的牽引逆變器結(jié)構(gòu)，滿足結(jié)構(gòu)簡潔緊湊、便于維修、實現(xiàn)架控的應(yīng)用要求。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種牽引逆變器，包括柜體、控制器、逆變模塊、斬波模塊、濾波電容模塊、直流母線、交流母線和電流傳感，其特征在于所述的柜體包括框架結(jié)構(gòu)、頂板、底板、左端板、右端板、控制艙蓋板、隔艙蓋板和隔板，所述的隔板將柜體分成左右兩個隔艙；所述的濾波電容模塊、直流母線、交流母線和輸出電流傳感器固定在左側(cè)隔艙中；所述的控制器固定右側(cè)隔艙中；兩個逆變器模塊和一個斬波模塊并排固定在柜體的正面。
所述的框架結(jié)構(gòu)是用冷板折彎并焊接的六面體框架，再用滿焊工藝將其與所述的冷軋鋼板制成的頂班、底板、左端板、右端板和隔板結(jié)合在一起，形成柜體的主結(jié)構(gòu)，所述的控制艙蓋板和隔艙蓋板通過鉸鏈與所述的主體結(jié)構(gòu)連接在一起，并采取密封措施，形成所述的柜體。
所述的逆變模塊包括散熱器、固定在所述的散熱器上的IGBT模塊(絕緣柵雙極晶體管)及固定在IGBT模塊上的功率母線。
所述的散熱器是采用整體真空釬焊工藝的鋁合金制品，一個表面是銑削光滑的安裝面，另一個表面密植散熱翼片。所述的IGBT模塊采用單面散熱型的產(chǎn)品，整齊地排布在所述的散熱器的安裝平面上；所述的功率母線包括疊層母線和三個交流輸出母排；所述的疊層母線由絕緣板和成型電工銅板相間疊放熱壓粘合而成，與IGBT模塊的輸入端和直流母線相連；所述的交流輸出母排由銅板制成，與IGBT模塊的輸出端相連，固定在疊層母線的、與IGBT模塊相對的那一個面上。
所述的濾波電容模塊包括直流濾波電容、電容母線和電容器支座。所述的直流濾波電容采用濾波電容器；所述的電容母線采用疊層粘合結(jié)構(gòu)，包括兩層與直流母線相連的銅板和中間絕緣層；所述的電容器支座由冷軋鋼板制造，固定在柜體上。
所述的斬波模塊包括斬波散熱器、固定在斬波散熱器上的晶閘管模塊、固定在晶閘管模塊上的斬波母線和固定在斬波母線上的聯(lián)接母排。所述的斬波散熱器是采用整體釬焊工藝的鋁合金制品，一個表面是銑削光滑的安裝面，另一個表面密植散熱翼片；所述的晶閘管模塊采用單面散熱型的產(chǎn)品，安裝在所述的散熱器的安裝平面上；所述的斬波母線由絕緣板和電工銅板相間疊放熱壓粘合而成，與直流母線相連；所述的聯(lián)接母排由銅板制成，固定在斬波母線的、與晶閘管模塊相對的那一個面上，與晶閘管模塊的輸出端相連。
所述的直流母線是并排的兩條銅母排，通過絕緣支座固定在柜體上，橫跨整個左側(cè)隔艙，與兩個逆變模塊、三個濾波電容模塊、斬波模塊和輸入電源端子進行電器聯(lián)接。
所述的交流母線是三條并行的銅母排，由逆變器模塊引出，經(jīng)過所述的電容器支座，穿過所述的電流傳感器，至電機端子。
所述的電流傳感器是穿心式電流霍爾傳感器。
所述的控制器是6U插板結(jié)構(gòu)，包括機籠、母板、處理器板、數(shù)模轉(zhuǎn)換板、驅(qū)動板、端口板、現(xiàn)場總線板。處理器板、數(shù)模轉(zhuǎn)換板、驅(qū)動板、端口板和現(xiàn)場總線板通過歐式接插件與背板連接，用螺釘固定在機籠上。
本實用新型采用模塊化設(shè)計，使得各個模塊的功能分明，接口清晰，檢修點集中，便于使用和維護。
下面結(jié)合實施例和附圖進一步說明本實用新型的技術(shù)。


圖1是總體布置的立體示意圖。
圖2是柜體內(nèi)部布置的立體示意圖。
圖3是IGBT模塊在散熱器上的布置示意圖。
圖4是功率母線結(jié)構(gòu)關(guān)系示意圖。
圖5是疊層母線分解示意圖。
圖6是控制器外觀示意圖。
參見圖1，圖中示出了整個牽引逆變器各個關(guān)鍵部件的布置。
柜體0是牽引逆變器的基礎(chǔ)部件，是由框架結(jié)構(gòu)1、頂板6、底板11、左端板9和右端板10組成的焊合件，有重量輕、不易變形的特點。
控制器2置于右側(cè)的隔艙中，上下留有足夠的空隙，便于控制電纜的走線。
甲逆變模塊3、乙逆變模塊4和斬波模塊5并排固定于柜體0的正面，其間包括密封措施，相應(yīng)的濾波電容器模塊12布置在柜體0的左側(cè)隔艙中，所在位置與甲逆變模塊3、乙逆變模塊4和斬波模塊5的所在位置取中對齊。
圖1中，濾波電容器模塊12所包括的電容器母線未示出。
參見圖2，圖中示出了柜體0的內(nèi)部布置關(guān)系。
對于兩個逆變模塊3和4，6個IGBT模塊13固定在散熱器33上，疊層母線16和交流母排18固定在IGBT模塊13上。垂直直流母排17將直流母線23和24與疊層母線16聯(lián)結(jié)在一起，為IGBT模塊提供電源。
交流母線20與交流母排18相連，通過電容支座30下的空間，向上穿過電流傳感器32，然后向左折轉(zhuǎn)，與電機端子相連。
濾波電容模塊12包括電容母線27、濾波電容29和電容支座30。每個濾波電容29都固定在電容支座30上，與電容母線27實現(xiàn)電聯(lián)接后再通過匯流排34和35分別連在直流母線23和24上。
斬波模塊5的斬波散熱器36固定在柜體0上，而晶閘管模塊14固定在斬波散熱器36上，斬波母線15固定在晶閘管模塊14上。垂直匯流排21將斬波母線15與直流母線的正極23連在一起，輸出匯流排19與晶閘管模塊14的輸出端相連，并與聯(lián)接母排22相連。聯(lián)接母排22通過其對應(yīng)的電容器座30，向上穿過其對應(yīng)的電流傳感器32，至輸出端子。
所有的電流傳感器32都分別固定在傳感器支撐板31上。傳感器支撐板31固定在柜體0上。
參見圖3，圖中示出了6個IGBT模塊13在散熱器33安裝面的排布方式。
參見圖4，圖中示出了功率母線的組件疊層母線16和交流母線18的詳細(xì)情況，表示了它們的裝配關(guān)系。
參見圖5，圖中示出了疊層母線16的組成。
所述的疊層母線16包括的、外形相似的板狀元件37、39和41是絕緣體，目的是隔絕母線極板38和40，提高絕緣等級。絕緣板37、39和41與極板38和40按圖5所示的順序疊放壓合后，正極引出端子42和負(fù)極引出端子43暴露在外面，便于與直流垂直匯流排17的連接。
參見圖6，圖中示出了控制器2的組成。
所述的控制器2包括機籠43、背板、處理器板44、數(shù)模轉(zhuǎn)換板45、驅(qū)動板46、端口板47和現(xiàn)場總線板48。處理器板44、數(shù)模轉(zhuǎn)換板45、驅(qū)動板46、端口板47和現(xiàn)場總線板48通過歐式接插件與背板連接，用螺釘固定在機籠43上。
本實用新型的柜體和各種模塊可以根據(jù)功率等級進行系列化設(shè)計，充分發(fā)揮其模塊化設(shè)計的優(yōu)勢，滿足各種應(yīng)用和車型的需要。
權(quán)利要求1.一種牽引逆變器，包括柜體、控制器、逆變模塊、斬波模塊、濾波電容模塊、直流母線、交流母線和電流傳感，其特征在于所述的柜體包括框架結(jié)構(gòu)、頂板、底板、左端板、右端板、控制艙蓋板、隔艙蓋板和隔板，所述的隔板將柜體分成左右兩個隔艙；所述的濾波電容模塊、直流母線、交流母線和輸出電流傳感器固定在左側(cè)隔艙中；所述的控制器固定右側(cè)隔艙中；兩個逆變器模塊和一個斬波模塊并排固定在柜體的正面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的牽引逆變器，其特征在于框架結(jié)構(gòu)是用冷板折彎并焊接的六面體框架，在用滿焊工藝將其與所述的冷軋鋼板制成的頂班、底板、左端板、右端板和隔板結(jié)合在一起，形成柜體的主結(jié)構(gòu)，所述的控制艙蓋板和隔艙蓋板通過鉸鏈與所述的主體結(jié)構(gòu)連接在一起，形成所述的柜體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的牽引逆變器，其特征在于所述的散熱器是采用整體釬焊工藝的鋁合金制品，一個表面是銑銷光滑的安裝面，另一個表面密植散熱翼片。所述的IGBT模塊采用單面散熱型的產(chǎn)品，整齊地排布在所述的散熱器的安裝平面上；所述的功率母線包括疊層母線和三個交流輸出母排；所述的疊層母線由絕緣板和成型電工銅板相間疊放熱壓粘合而成，與IGBT模塊的輸入端和直流母線相連；所述的交流輸出母排由電工銅板制成，與IGBT模塊的輸出端相連，固定在疊層母線的、與IGBT模塊相對的那一個面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的牽引逆變器，其特征在于所述的濾波電容模塊包括直流濾波電容、電容母線和電容器支座。所述的直流濾波電容采用高壓紙介濾波電容器；所述的電容母線采用疊層粘合結(jié)構(gòu)，包括兩層與直流母線相連的電工銅板和中間絕緣層；所述的電容器支座由冷軋鋼板制造，固定在柜體上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的牽引逆變器，其特征在于所述的斬波模塊包括斬波散熱器、固定在斬波散熱器上的晶閘管模塊、固定在晶閘管模塊上的斬波母線和固定在斬波母線上的聯(lián)接母排。所述的斬波散熱器是采用整體釬焊工藝的鋁合金制品，一個表面是銑削光滑的安裝面，另一個表面密植散熱翼片；所述的晶閘管模塊采用單面散熱型的產(chǎn)品，安裝在所述的散熱器的安裝平面上；所述的斬波母線由絕緣板和電工銅板相間疊放熱壓粘合而成，與直流母線相連；所述的聯(lián)接母排由電工銅板制成，固定在斬波母線的、與晶閘管模塊相對的那一個面上，與晶閘管模塊的輸出端相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的牽引逆變器，其特征在于所述的直流母線是并排的兩條銅母排，通過絕緣支座固定在柜體上，橫跨左側(cè)隔艙，與兩個逆變模塊、三個濾波電容模塊、斬波模塊和輸入電源端子進行電器聯(lián)接。
專利摘要本實用新型涉及一種輕軌列車牽引逆變器的一種實用化結(jié)構(gòu),有柜體、控制器、逆變模塊、晶閘管模塊、濾波電容模塊、直流母線、交流母線和電流傳感器組合而成。逆變模塊和晶閘管模塊并排安裝在柜體正面,而控制器、濾波電容模塊、直流母線、交流母線和電流傳感器安裝于柜體內(nèi)部。本實用新型的模塊化結(jié)構(gòu),便于實現(xiàn)系列化設(shè)計。
文檔編號H05K7/18GK2499269SQ0123180
公開日2002年7月10日 申請日期2001年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月18日
發(fā)明者沈樹發(fā), 張士光, 劉佳偉 申請人:北京鵬發(fā)欣光電力電子科技有限公司