本發(fā)明涉及鐵路機車設(shè)備，具體為一種鐵路機車牽引逆變器的布置結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

鐵道機車是關(guān)乎人員安全的重要設(shè)備，尤其是中國鐵路與世界接軌，機車走向世界的時代下，要求機車有非常高的可靠性。所以機車牽引逆變器裝置在狹窄的空間，滿足電氣性能要求的情況下提升高功率密度非常困難。

目前，現(xiàn)機車牽引逆變器結(jié)構(gòu)各不相同，多用水冷的冷卻結(jié)構(gòu)，而風冷的內(nèi)燃機車變頻器還未見報道和實施。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是在滿足空間和電氣技術(shù)要求的前提下進行器件的柜體設(shè)計和布局，提供一種機車牽引逆變器。

本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種機車牽引逆變器，包括柜體，所述柜體分為兩層，上層柜體右側(cè)并列安裝有1號功率模塊和3號功率模塊、左側(cè)并列安裝有兩個支撐電容，同理，下層柜體右側(cè)并列安裝有2號功率模塊和4號功率模塊、左側(cè)并列安裝有兩個支撐電容；位于柜體上下層的支撐電容之間安裝冷卻風機；位于上層冷卻風機的前側(cè)設(shè)置安裝板、后側(cè)設(shè)置轉(zhuǎn)換開關(guān)，所述安裝板上設(shè)置接地電阻、電壓檢測板及電壓傳感器；位于功率模塊的柜體前后側(cè)面布置有放電電阻；所述柜體的右側(cè)下部布置有二次端子x4、二次端子x2和二次端子x1。

通過模塊化結(jié)構(gòu)的設(shè)計，采用內(nèi)置變頻交流風機和柜體右側(cè)設(shè)置四個逆變斬波功率單元的設(shè)計方案，同時充分利用風機外圍空閑的地方布置支撐電容、開關(guān)電路、高壓指示電路以及電壓電流傳感器等，不同以往機車牽引逆變器的設(shè)計結(jié)構(gòu)，同時滿足逆變器的空間、電氣性能和機械性能要求。

附圖說明

圖1表示牽引逆變器的主電路原理圖。

圖2a表示機車牽引逆變器的主視圖。

圖2b表示機車牽引逆變器的右視圖。

圖2c表示機車牽引逆變器的左視圖。

圖中：1-轉(zhuǎn)換開關(guān)，2-冷卻風機，3-1號功率模塊，4-2號功率模塊，5-3號功率模塊，6-4號功率模塊，7-接地電阻，8-電壓檢測板，9-電壓傳感器，10-支撐電容，11-放電電阻，12-二次端子x4，13-二次端子x2，14-二次端子x1，15-安裝板，16-柜體。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例進行詳細說明。

從圖2中可以看出，牽引逆變器除了四臺500kw的逆變斬波器外還有其他輔助的電路。從牽引逆變器的主要技術(shù)要求看，在如此狹小的空間內(nèi)布置四臺逆變斬波器，還需要采用風冷結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)布置難度非常大。

為優(yōu)化設(shè)計，牽引逆變器采用模塊化設(shè)計，包括、4路功率逆變輸出和斬波制動單元、1路牽引電機與工頻供電轉(zhuǎn)換開關(guān)、1路接地檢測單元、5路高壓指示裝置、以及強迫通風冷卻單元、安全放電保護和相關(guān)的檢測單元。

布局方案具體為，機車牽引逆變器包括柜體16，柜體16分為兩層，如圖2b所示，上層柜體右側(cè)并列安裝有1號功率模塊3和3號功率模塊5、左側(cè)并列安裝有兩個支撐電容10，同理，下層柜體右側(cè)并列安裝有2號功率模塊4和4號功率模塊6、左側(cè)并列安裝有兩個支撐電容10；位于柜體16上下層的支撐電容10之間安裝冷卻風機2；如圖2c所示，位于上層冷卻風機2的前側(cè)（柜體前側(cè)面）設(shè)置安裝板15、后側(cè)（柜體后側(cè)面）設(shè)置轉(zhuǎn)換開關(guān)1，安裝板15上設(shè)置接地電阻7、電壓檢測板8及電壓傳感器9，圖中可以看出用了三個電壓檢測板共6路，作為高壓指示裝置；如圖2a所示，位于功率模塊的柜體前后側(cè)面布置有放電電阻11；柜體16的右側(cè)下部布置有二次端子x412、二次端子x213和二次端子x114。

由于牽引逆變器外部安裝空間的限制，前后與側(cè)面安裝板采用螺栓安裝在柜體骨架上，內(nèi)部面安裝有密封條，以達到ip54的防護等級。柜體底部開孔，高壓與低壓電纜由底部開孔進入。柜體左右側(cè)面開進出風口，接外部通風，為柜內(nèi)電容、模塊驅(qū)動板等電器進行散熱。

牽引逆變器功率模塊安裝在柜內(nèi)左側(cè)，散熱器采用熱管散熱器，冷卻方式為強迫風冷，冷卻風機由輔助發(fā)電機供電。逆變器高壓進出線與外部控制系統(tǒng)通過端子方式連接，與外部各連接部件（例如主電路接線端子、控制電路接線端子等）易于接近，方便地對變流器模塊進行拆裝、維護。

牽引逆變器的技術(shù)要求如下：

額定功率：4×500kw，

額定輸入電壓：620vdc～2600vdc（紋波電壓＜100v），

最大持續(xù)輸入電流：1670adc，

最大輸入電壓：3200vdc，

輸出電壓：0～2030vac（線電壓，3相基波），

最大輸出電流：300arms，

器件類型：igbt，

igbt開關(guān)頻率：550hz（牽引和斬波），

igbt控制占空比：0～0.85(斬波)，

igbt溫度采集：散熱器基板上安裝溫度傳感器，

輸出頻率：0～160hz，

慢放電時間：5min內(nèi)，電壓降至48vdc以下，

防護等級：功率模塊：ip20；逆變器外殼：ip54，

效率：98%，

結(jié)構(gòu)型式：柜式結(jié)構(gòu)，

安裝方式：地腳安裝，

冷卻方式：強迫風冷，

外形尺寸（長寬高）：1790×1060×1527mm。

通過模塊化結(jié)構(gòu)的設(shè)計，采用內(nèi)置變頻交流風機和右側(cè)布置四個逆變斬波功率單元的設(shè)計方案，同時充分利用風機外圍空閑的地方布置支撐電容、開關(guān)電路、高壓指示電路以及電壓電流傳感器等，不同以往機車牽引逆變器的設(shè)計結(jié)構(gòu)，同時滿足逆變器的空間、電氣性能和機械性能要求。

本發(fā)明機車牽引逆變器專為印度1000kw內(nèi)燃直流機車升級改內(nèi)燃交流傳動而設(shè)計，目前已經(jīng)通過地面試驗驗證，正在做機車聯(lián)調(diào)試驗。國內(nèi)機車產(chǎn)品突破印度市場，必然能獲得可觀經(jīng)濟效益。

最后所應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照本發(fā)明實施例進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明的技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋權(quán)利要求保護范圍中。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種機車牽引逆變器，包括柜體，所述柜體分為兩層，上層柜體右側(cè)并列安裝有1號功率模塊和3號功率模塊、左側(cè)并列安裝有兩個支撐電容，同理，下層柜體右側(cè)并列安裝有2號功率模塊和4號功率模塊、左側(cè)并列安裝有兩個支撐電容；位于柜體上下層的支撐電容之間安裝冷卻風機；位于上層冷卻風機的前側(cè)設(shè)置安裝板、后側(cè)設(shè)置轉(zhuǎn)換開關(guān)，所述安裝板上設(shè)置接地電阻、電壓檢測板及電壓傳感器；位于功率模塊的柜體前后側(cè)面布置有放電電阻；所述柜體的右側(cè)下部布置有二次端子X4、二次端子X2和二次端子X1。本發(fā)明不同以往機車牽引逆變器的設(shè)計結(jié)構(gòu)，同時滿足逆變器的空間、電氣性能和機械性能要求。

技術(shù)研發(fā)人員：李竹可;黃超;王龍剛;唐麗歡;張西哲;李兵;侯濤
受保護的技術(shù)使用者：中車永濟電機有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.12
技術(shù)公布日：2017.09.08