专利名称：一种改进的电力机车硅整流装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到电力机车领域，尤其是电力机车的硅整流装置。
SS3B型电力机车硅整流电路主电路部分(如
图1所示)采用的是晶闸管相控调压原理，供电电源来自于供电变压器，其包括两套基本相同的硅整流装置，这两组硅整流装置分置于机车供电室的两端而独立给各自的用电设备供电，这两组硅整流装置的触发、调压控制及保护则由一复杂的控制器同步、协调控制。
这两组硅整流装置的供电电源来自于同一供电变压器B的付边绕组。当电力机车处于牵引工况时，付边绕组a1-x1和a2-b2-x2，a3-x3和a4-b4-x4分别向这两组硅整流装置的全波不等分三段半控桥式调压整流电路供电。
每组硅整流装置的第一段半控桥是由两只串联的晶闸管(T11、T12)和两只串联的整流二级管(D11、D12)并联而成，电源变压器的一组次边绕组a1-x1的两端分别与这两只晶闸管(T11、T12)的串联节点及这两只二极管的串联节点相联而构一个一侧桥臂可控而另一侧桥臂不可控的全波半控整流电路。
第二和第三段半控桥由先两串再两并的四只晶闸管(T31、T32、T21、T22)组成两个并联的半控桥臂，与其相并联另有一由两只串联二极管(D21、D22)组成的共用不可控整流桥臂。这两段半控桥的交流电源输入节点分别与电源变压器的另一组带有中间抽头的次边绕组的三个输出端a2、b2、x2相联，形成由两个半控桥并联输出的相控全波整流电路。这两个半控桥的正输出端V2与第一段半控桥的负输出端相联，从而在第一段半控桥的正输出端V1和第二、三段桥的负输出端O之间形成了一个可向机车电机等负载可控供电的叠加电源。
上述不等分的三段半控桥式调压整流电路的升压顺序控制过程如下以第一组硅整流装置为例，第一段半控桥通过变压器B的付边绕组a1-x1向其所连的晶闸管T11、T12、二极管D11、D12供电而使其进行整流调压(业内称大桥调压)。其输入电压为1071V(空载)，通过控制晶闸管T11、T12的导通角可使直流输出电压在0至1/2Ud范围内平滑调节(Ud是调压整流装置输出总电压)。第二段半控桥通过变压器B的付边绕组a2-b2向其所连的晶闸管T31、T32、二极管D21、D22供电而使其进行整流调压(业内称小桥调压)。其整流输入电压为535.5V(空载)，通过控制晶闸管T31、T32的导通角可使直流输出电压在1/2Ud至3/4Ud平滑调节。第三段半控桥通过变压器B的付边绕组b2-x2向其所连的晶闸管T21、T22、二极管D21、D22供电而使其进行整流调压(小桥调压)。其整流输入电压为535.5V(空载)，通过控制晶闸管T21、T22的导通角可使直流输出电压在3/4Ud至Ud平滑调节。
不等分的三段半控桥式调压整流电路的降压顺序控制过程与上所述程序相反，即从第三、二段半控桥到第一段半控桥(从小桥到大桥)，使晶闸管的导通角自全导通至关断，依次完成整个不等分三段半控桥的降压调节过程。
上述过程中第二段半控桥之晶闸管T31、T32承受的电压最小，第三段、第一段半控桥之晶闸管T21，T22、T11，T12承受的电压较高，并且第一段桥晶闸管T11、T12牵引、制动工况均需使用，受流的机率最高，因而各种因素所造成的元件的损害冲击最大，击穿的机率也最高。例如1、脉冲触发部分故障，脉冲虚接时，晶闸管频繁的大电流开断，易引起过电压击穿。2、由于对晶闸管的寿命无法检测，长期使用又必然会存在晶闸管管压降等现象而使三条支路均流状态不良，小电流通过的支路，晶闸管利用率不高；大电流通过的支路长期使用时，会造成电流击穿，即所谓的热击穿。一旦可控桥某一条支路击穿，变压器B的付边绕组发生短路系统就会因此而保护使主电路跳断，造成机车无电压、无电流，乘务员判断不了故障所在就会使机车停运而影响铁路的安全正点运行。
发明内容
本发明的任务是要克服现有SS3B型电力机车硅整流装置所存在的缺陷，设计一种可靠性好，不会因晶闸管击穿短路而使整个机车硅整流装置停止工作，进而使机车停运而影响铁路安全正点运行的改进型电力机车硅整流装置。
本实用新型采用了如下技术措施一种改进的电力机车硅整流装置，包括两组并列的全波不等分三段半控桥式调压整流电路，其中每段半控桥由两只串联的晶闸管和两只串联的二极管并联而成，其特征在于在由串联的第一、第二晶闸管和串联的第一、第二二极管并联而组成的所述不等分三段半控桥式调压整流电路的第一段半控桥的整流回路上串接有快速熔断器。
所述任一组不等分半控桥调压整流电路中的第一段和第三段不等分半控桥臂上的任一个晶闸管由两两串联再并联的四个或两两串联再并联的六个低额定电流、低额定反压晶闸管构成，在其中每个串联支路上串接有一快速熔断器。
由于采用了上述技术措施，当电力机车硅整流装置由于各种原因在某段半控桥的晶闸管上产生过流、高反压时(通常是第一段桥，最多还有第三段桥会被击穿而短路，第二段桥不会)，该段半控桥上串联的快速熔断器会迅速熔断使该段桥脱离工作，一方面可保护该段桥上的晶闸管，另一面其它电路仍能正常运行，使机车不致跳主断而无电压、无电流，并能维持运行至进站修理，有效地解决了因机车停运而影响铁路安全正点运行事故的发生。此外，用本实用新型方案对SS3B型机车硅整流装置进行改造经济、简单、易行。做为一项重大的技改措施，我局目前已在SS3B4133和SS3B011电力机车上进行了参数试验，在SS3B5128电力机车上进行了装车运行试验，试验证明本实用新型克服了长期以来原SS3B机车所存在的致命缺陷，取得了良好的效果，我局已准备对所有SS3B型电力机车进行改装。
本实用新型之不等分三段半控桥式调压整流电路的主控电路原理图如图2所示。与SS3B型电力机车的主控电路的主要区别是在每组(以I端为例)三段半控桥式调压整流电路的第一、三段半控桥的晶闸管T11、T12、T21、T22上分别串联有快速熔断器F11、F12、F21、F22，主控电路中，第一段半控桥的两个电源输入端分别是两个串联晶闸管T11、T12的串联节点及两个串联二极管D11、D12的串联节点，其与电源主变压器B的第一副付绕组a1-x1相联。第三段半控桥的两个电源输入端分别是两个串联的晶闸管T21、T22的串联节点及两个串联二极管D21、D22的串联节点，其与电源主变压器B的第二副绕组a2-x2相联。第二段半控桥的两个电源输入端分别是两个串联的晶闸管T31、T32的串联节点及与第三段桥共用的二个串联二极管D21、D22的串联接点，这两个电源输入端与第二副绕组a2-x2的a2-b2部分绕组相联。其中，b2为该绕组的中心抽头。本实用新型主控电路部分的工作原理同SS3B型电力机车。
实施例二在实施例1中，每段半控桥中每个晶闸管都是一个单独原件，从工作原理上讲，该电路是毫无问题的，实际上在实施过程中由于其工作在上千伏的工作电压和近二千安的工作电流环境中，各晶闸管，尤其是第一段半控桥上两个晶闸管T11、T12承受着极高的反压，和上千安的浪涌电流，在目前技术条件下难有可满足要求的晶闸管可以买到，即使买到价格也会奇贵。为了解决这个问题，本实用新型例中将每个晶闸管，尤其是第一段半控桥上的每一个晶闸管T11、T12，甚至第三段半控桥上的每一个晶闸管T21、T22改由两串三并的六个晶闸管T8至T13来代替。如图4所示在其每只晶闸管串联支路上均串接有一支快速熔断器F5、F6、F7。这样以来作用在每只晶闸管上的电压和电流都会成倍减少。实践证明较之现有SS3B型电力机车，不仅安装空间可适应现有机车的要求，在改装和使用成本上都大大减少，工作可靠十分可靠，即使某一段半控桥万一发生故障而切断，整机也不会跳主断，从而可保证机车安全运行至维修地。当然，如图3所示，第一段半控桥上的每一个晶闸管T11、T12，甚至第三段乃至与第二段半控桥上的每一个晶闸管T21、T22、T31、T32改由两串两并的四个晶闸管T4至T7来代替也未尝不可，只是无论从经济上、空间上、可靠性上来说，前者更好。
权利要求1.一种改进的电力机车硅整流装置，包括两组并列的全波不等分三段半控桥式调压整流电路，其中每段半控桥由两只串联的晶闸管和两只串联的二极管并联而成，其特征在于在由串联的第一、第二晶闸管(T11、T12)和串联的第一、第二二极管(D11、D12)并联而组成的所述不等分三段半控桥式调压整流电路的第一段半控桥的整流回路上串接有快速熔断器(F11、F12)。
2.依照权利要求1所述的硅整流装置，其特征在于在串联第三、第四晶闸管(T21、T22)和串联的第三、第四二极管并联后形成的第三段半控桥的整流回路也串接有快速熔断器(F21、F22)。
3.依照权利要求2所述的硅整流装置，其特征在于所述任一组不等分半控桥调压整流电路中的第一段和第三段不等分半控桥臂上的任一个晶闸管(T11、T12、T21、T22)由两两串联再并联的四个或两两串联再并联的六个低额定电流、低额定反压晶闸管(T4至T7或T8至T13)构成，在其中每个串联支路上串接有一快速熔断器(F3、F4或F5、F6、F7)。
专利摘要本实用新型公开了一种针对现有SS3B型电力机车改进的电力机车硅整流装置，其包括两组并列的不等分三段半控桥式调压整流电路，其特点是在其第一、三段由晶闸管构成的半控桥的桥臂上串接有快速熔断器，该熔断器可保证该段桥臂发生过流、高压时，将该段半控桥切断，使机车不会跳主断而停运，保证了铁路的安全正点运行。用本实用新型对SS3B型电力机车进行改进具有结构简单、经济实用、成本低、性能可靠的优点。
文档编号B60M3/02GK2589257SQ0229326
公开日2003年12月3日 申请日期2002年12月17日 优先权日2002年12月17日
发明者嬴勇, 胡兆花, 刘宏, 蒋琳, 韩立群 申请人:银川铁路分局迎水桥机务段