一种变流器的制作方法

本发明主要涉及轨道交通变流器技术领域，特指一种变流器。

背景技术：

目前大部分轨道交通车辆，变流器设备安装在车体底部或车头机械室，与乘客所在车厢分离。而随着轨道交通车辆技术的发展与体系的健全，部分变流器设备需安装到车厢内部，由于车厢内安装的变流器与乘客距离很近，变流器所产生的振动噪声将直接影响乘客的舒适度，同时变流器的体积、维护空间要求更小。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、布局合理、且噪声低的安装于车厢内的变流器。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种变流器，包括安装于车厢内部的第一柜体和第二柜体，所述第一柜体内安装有牵引变流器，所述第二柜体内集成安装有辅助变流器和冷却系统，所述第一柜体与第二柜体之间设有维护空间，所述第二柜体的冷却系统的风道的进风口和出风口均位于第二柜体的侧面，所述进风口或/和出风口设置有消音装置；所述第二柜体的柜板上均铺设有吸音层。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述第二柜体内的散热风道侧壁均铺设有吸音层。

所述第一柜体内分隔成三个并排布置的第一腔体、第二腔体和第三腔体，所述第一腔体、第二腔体和第三腔体从上至下分布三个区间，所述变流器的功率模块布置有第一腔体和第二腔体的中部区间，所述变流器的支撑电容布置在所述第一腔体和第二腔体的上部区间，所述变流器的输入输出接线排安装在第一腔体的下部区间。

所述变流器的辅助逆变模块安装于第二腔体的上部区间，所述变流器的谐振电容安装于第二腔体的下部区间。

所述变流器的内循环冷却装置安装于第三腔体的中部区间，所述变流器的控制单元安装于第三腔体的上部区间，所述变流器的接触器和水泵安装于第三腔体的下部区间。

所述第二柜体内安装有热交换器、冷却风机、辅助变压器、二次滤波电抗器、斩波电阻和膨胀水箱。

所述热交换器和冷却风机安装于第二柜体的上部；所述热交换器安装于所述冷却风机的进风口。

所述辅助变压器和二次滤波电抗器安装于第二柜体的中部；所述斩波电阻安装于所述二次滤波电抗器的下方；所述膨胀水箱安装于第二柜体的上部一侧。

所述第二柜体内设置有库内充电单元。

所述第一柜体和第二柜体的底部和顶部均设置有减震垫。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的变流器安装在动车组车厢内部，采用牵引变流器与辅助冷却系统进行双柜分立式布局，将功率模块与冷却单元分别布置；该结构布局紧凑合理，对称性好，且中间空间可作为维护空间，既可以为乘客预留更多的座位空间，也有利于整车的重量均布；通过吸音层布局、出风口消声装置开发等大大降低了变流器噪声。

附图说明

图1为本发明中牵引变流器的主电路图。

图2本发明中第二柜体内的主电路结构图。

图3为本发明的立体结构示意图。

图4为本发明中第一柜体的主视结构示意图。

图5为本发明中第一柜体的侧视结构示意图。

图6为本发明中第一柜体的后视结构示意图。

图7为本发明中第二柜体的主视结构示意图。

图8为本发明中第二柜体的后视结构示意图。

图9为本发明中第二柜体的风道结构示意图。

图10为本发明第二柜体中吸音棉的结构布局图。

图11为本发明中库内充电单元的电路原理图。

图12为本发明中辅助系统接地检测原理图。

图中标号说明：1、第一柜体；101、第一腔体；102、第二腔体；103、第三腔体；2、第二柜体；3、支撑电容；4、功率模块；5、输入输出接线排；6、辅助逆变模块；7、谐振电容；8、控制单元；9、内循环冷却装置；10、接触器；11、水泵；12、低感母排；13、热交换器；14、冷却风机；15、辅助变压器；16、二次滤波电抗器；17、斩波电阻；18、膨胀水箱；19、库内充电单元；20、消音装置；21、吸音层。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

如图1至图12所示，本实施例的变流器包括两重四象限pwm整流器和逆变器组成的牵引供电单元和一个辅助逆变器组成的辅助设备供电单元，两个整流器、两个逆变器和一个辅助逆变器共用直流回路。另外包含二次谐振回路，有利于消除高次谐波，中间直流电压稳定度较高。具体地，包括安装于车厢内部端面的第一柜体1和第二柜体2，第一柜体1与第二柜体2之间通过电缆、水管进行连接；第一柜体1内安装有牵引变流器，第二柜体2内集成安装有辅助变流器和冷却系统，第一柜体1与第二柜体2之间设有维护空间，第二柜体2的冷却系统的风道的进风口和出风口均位于第二柜体2的侧面，避免轮毂噪声直接传入车内，如图9所示；因为变流器安装位置下方正对着轮毂，轮毂噪声能量远高于第二柜体2内风机噪声能量，若采用机车传统的侧进下出结构，第二柜体2的降噪措施无法隔挡，高速运行下出风口传递进来的轮毂噪声会很大；进风口或/和出风口设置有消音装置20，进一步减小其噪声；第二柜体2的柜板上均铺设有吸音层21。本发明的变流器安装在动车组车厢内部，采用牵引变流器与辅助冷却系统进行双柜分立式布局，将功率模块4与冷却系统分别布置；结构布局紧凑合理，对称性好，且中间空间可作为维护空间，既可以为乘客预留更多的座位空间，也有利于整车的重量均布；通过吸音层21布局、出风口消声装置开发等大大降低了变流器噪声。

本实施例中，第二柜体2内的散热风道侧壁均铺设有吸音层21（如吸音棉）。如图10所示，吸音棉采用胶水粘贴在柜体各个内壁上，吸音棉吸声效果好，从500hz～8000hz平均吸声率达到80%以上，尺寸方面分不同的厚度，可以灵活使用。吸音棉根据结构设计整体布局，不同腔体采用不同厚度。经过实际测试，单独风道粘贴吸音棉比不粘贴吸音棉可以降低10db（a）。

如图4至图6所示，本实施例中，牵引变流器包括整流逆变四个功率模块4，一个辅助逆变模块6，支撑电容3和谐振电容7各四个，一个控制单元8和一套内循环冷却装置9，此外集成了一套水冷系统的水泵11和相关管路。具体地，第一柜体1内分隔成三个并排布置的第一腔体101、第二腔体102和第三腔体103，第一腔体101、第二腔体102和第三腔体103从上至下分布三个区间，功率模块4布置有第一腔体101和第二腔体102的中部区间，支撑电容3布置在第一腔体101和第二腔体102的上部区间，输入输出接线排5安装在第一腔体101的下部区间。辅助逆变模块6安装于第二腔体102的上部区间，谐振电容7安装于第二腔体102的下部区间。内循环冷却装置9安装于第三腔体103的中部区间，变流器的控制单元8安装于第三腔体103的上部区间，变流器的接触器10和水泵11安装于第三腔体103的下部区间；在第一柜体1的背部，各功率模块4则通过低感母排12进行连接，结构布局紧凑合理。

本实施例中，第二柜体2内安装有热交换器13、冷却风机14、辅助变压器15、二次滤波电抗器16、斩波电阻17和膨胀水箱18，此外集成了一套辅助ac380v输出电气器件；相对于之前辅助变流器与冷却系统独立采用柜体的方式，第二柜体2的体积更小、节省了整车空间与重量。

本实施例中，热交换器13和冷却风机14安装于第二柜体2的上部；热交换器13安装于冷却风机14的进风口。

本实施例中，辅助变压器15和二次滤波电抗器16安装于第二柜体2的中部；斩波电阻17安装于二次滤波电抗器16的下方；膨胀水箱18安装于第二柜体2的上部一侧。

本实施例中，第二柜体2内设置有库内充电单元19，保证列车在库内无控制电时可由外部电源给充电机和其他辅助系统供电。如图11所示，js为相序继电器，k1为辅助输出接触器10，ks为库内充电接触器。k1、ks实现互锁，js判断库内电源相序或和是否缺相后，若k1断开，则ks自动吸合，ks线圈驱动电压为库内电源提供，这样，可以通过js判断库内电源相序以确定是否可合ks，并且无需再给控制电。库内380v电源经过js、ks之后供给辅变380v输出母线，从而为列车提供辅助用电，方便列车库内检修、维护。

如图12所示，本实施例中，还设有变流器辅助系统接地检测电路，提高辅助系统运行的可靠性和安全性。对于三相系统如果某一相接地，通过接地检测电路板上的电阻r11～r14、电压传感器vh5（安装在牵引变流器内）检测辅助电源三相输出中点对地电压，作为辅助系统接地检测信号。

本实施例中，第一柜体1和第二柜体2的底部和顶部均设置有减震垫，通过减震垫与车体连接，减震垫经过专业的重量、隔振频率等计算来与变流器匹配，可以有效降低变流器传递到车厢地板的振动量，提高乘客的舒适度。

本实施例中，各柜体的门盖板设计上加装了联锁装置，属于列车高压安全连锁控制系统中的一环，主要功能就是通过设备钥匙之间的机械连锁，防止维护人员在牵引变流器未切断高压电源情况下进行操作。只有在高压系统断电之后，牵引变流器柜门才能打开，有效保障现场操作人员的安全性，并且该联锁装置具有防水性。

本发明公开一种安装在列车车厢内的变流器，可以有效解决车内安装维护空间小、振动噪声要求严苛等困难。该变流器集成牵引与辅助变流功能，增加了辅助系统接地保护及库内充电新功能，采用牵引变流器与辅助冷却系统双柜分立式布局，将功率模块4与冷却系统分别布置，采用中间走廊作为维护空间。设计过程中通过吸音棉布局设计、低噪声风机开发、出风口消声装置开发减小变流器噪声；通过流体仿真、多种风道设计、多种挡风板设计进行对比，最终解决通风散热需求并定型风道；通过活动隔板、活动进风道、铆接盖板的灵活设计使变压器、换热器水管接口、活动挡风板方便安装；通过接线盒与环氧接线排的紧凑设计，在较小的变压器底部风道内完成进出线并实现密封；通过合理的结构设计，满足辅助变压器15、二次滤波电抗器16等质量重的器件安装强度。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。