一种列车牵引变流器的制作方法

本实用新型涉及牵引变流器技术领域，具体为一种元件易拆装的磁悬浮列车牵引变流器。

背景技术：

牵引变流器是磁悬浮列车交流传动系统的重要组成部分，通常采用吊装方式悬挂于列车车底，其基本功能是牵引工况时把直流电变换成频率和幅值都可调的三相交流电，为直线牵引电机供电；制动工况时通过再生制动将能量反馈回电网。

变流模块集成了牵引变流器的主要功能单元，是牵引变流器的核心器件。由于磁悬浮列车特殊的轨道及电机结构，车辆底部设备的维修空间很小，变流模块等较大部件无法在车辆上直接拆卸，检修时需要将整个牵引变流器拆下后才能拆出变流模块，检修成本较高。

除了元件拆装不便，当前磁悬浮列车中的牵引变流器还存在以下问题：变流器功率密度较低，不适用于中高速磁悬浮列车；变流模块与支撑电容间采用普通母排连接，杂散电感偏大。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种列车牵引变流器，其结构紧凑、功率密度大，能够实现变流模块、冷却风机和支撑电容的快速拆装，且能有效抑制线路间的杂散电感。

本实用新型列车牵引变流器包括柜体、变流模块、支撑电容、控制机箱、冷却风机、斩波电阻、放电电阻组件、电流传感器和电压传感器，其中所述变流模块可拆装地安装于所述列车牵引变流器上，所述柜体在底部靠近所述变流模块附近设有第一开口，所述第一开口上设有可拆装的第一盖板，当所述第一盖板被拆卸后，所述变流模块可通过所述第一开口实现快速拆装。

优选地，所述冷却风机可拆装地安装于所述列车牵引变流器上，所述柜体在底部靠近所述冷却风机附近设有第二开口，所述第二开口上设有可拆装的第二盖板，当所述第二盖板被拆卸后，所述冷却风机可通过所述第二开口实现快速拆装。

优选地，所述支撑电容可拆装地安装于所述列车牵引变流器上，所述柜体在侧面靠近所述支撑电容附近设有第三开口，所述第三开口上设有可拆装的第三盖板，当所述第三盖板被拆卸后，所述支撑电容可通过所述第三开口实现快速拆装。

优选地，所述变流模块包括IGBT元件、直流侧接线端口、交流侧接线端口、电器组件、法兰、安装基板及变流模块散热器，其中所述法兰上侧设置所述变流模块散热器，所述法兰下侧设置所述IGBT元件、所述直流侧接线端口、所述交流侧接线端口及所述电器组件。

优选地，所述直流侧接线端口与所述支撑电容之间采用一体式低感母排连接。

优选地，所述交流侧接线端口通过三相交流母排连接至一对外接线排。

优选地，所述一体式低感母排主材为T2-Y4紫铜板。

优选地，所述变流模块和所述冷却风机位于所述柜体中部；所述支撑电容、所述一体式低感母排和所述斩波电阻位于所述柜体右侧；所述控制机箱、所述放电电阻组件、所述电流传感器、所述电压传感器和所述三相交流母排位于所述柜体左侧；所述变流模块散热器与所述斩波电阻共用一个风道。

优选地，所述支撑电容通过一可上下活动的安装支座固定在所述柜体右后侧。

优选地，本实用新型列车牵引变流器还包括所述冷却风机的转速切换接触器。

优选地，所述柜体上部具有吊耳，所述吊耳共有6个。

优选地，所述放电电阻组件包括电阻和电阻散热器，其中所述电阻置于所述柜体内部；所述电阻散热器表面粘贴密封条，置于所述柜体外部。

本实用新型的优点在于：

1.变流模块、冷却风机和支撑电容能够从牵引变流器柜体的底面或侧面快速拆装，因而检修时无需拆卸整个牵引变流器，大幅降低了检修成本。

2.变流模块与支撑电容间采用一体式低感母排连接，杂散电感得到有效抑制，能够提升IGBT器件的可靠性，降低质量风险。

3.在同等体积及重量的前提下，对牵引变流器内各部件进行紧凑、合理布局，使牵引变流器的功率可达到1700KW，功率密度大幅提升，能够很好地适应中高速磁悬浮车辆的车体结构及功率需求。

4.变流模块散热器与斩波电阻共用一个风道，能够提升牵引变流器冷却系统效率，有效降低风机能耗。

5.冷却风机通过转速切换接触器实现双速控制，使风机噪声与散热能力得到很好平衡。

附图说明

本实用新型的以上内容以及下面的具体实施方式在结合附图阅读时会得到更好的理解。需要说明的是，附图仅作为所请求保护的实用新型的示例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的元素。

图1为从左前方观察的本实用新型列车牵引变流器整体结构示意图；

图2为从右后方观察的本实用新型列车牵引变流器整体结构示意图；

图3为本实用新型列车牵引变流器的变流模块和冷却风机从底部拆下后的示意图；

图4为本实用新型列车牵引变流器的支撑电容从侧面拆下后的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1、图2所示，本实用新型列车牵引变流器，包括柜体1与柜体1内部布置的变流模块2、2个支撑电容3、一体式低感母排4、控制机箱5、冷却风机6、斩波电阻7、放电电阻组件8、3个风机转速切换接触器9、4个电流传感器10、2个电压传感器11以及三相交流母排12。其中变流模块2和冷却风机6位于柜体中部；支撑电容3、一体式低感母排4和斩波电阻7位于柜体1右侧；控制机箱5、放电电阻组件8、风机转速切换接触器9、电流传感器10、电压传感器11和三相交流母排12位于柜体左侧。

如图3所示，柜体1在底部靠近变流模块2附近设有第一开口，所述第一开口上设有可拆装的第一盖板13，当所述第一盖板13被拆卸后，变流模块2可通过所述第一开口实现快速拆装；柜体1在底部靠近冷却风机6附近设有第二开口，所述第二开口上设有可拆装的第二盖板14，当所述第二盖板14被拆卸后，冷却风机6可通过所述第二开口实现快速拆装。

如图4所示，柜体1在侧面靠近支撑电容3附近设有第三开口，所述第三开口上设有可拆装的第三盖板15，当所述第三盖板15被拆卸后，支撑电容3可通过所述第三开口实现快速拆装。通过以上方式，实现了变流模块、冷却风机以及支撑电容的不下整柜检修，大幅降低了检修成本。

变流模块

如图2所示，柜体1内部通过隔板及模块安装板101形成进风区，变流模块2通过法兰固定在模块安装板101上，并通过法兰上的密封条将安装基板内侧与外侧进行有效隔离。

变流模块2集成了牵引IGBT元件、斩波IGBT元件、直流侧接线端口、交流侧接线端口、电器组件、法兰、安装基板及变流模块散热器。所述法兰上侧为变流模块散热器，置于柜体进风区，与变流器的斩波电阻共用一个风道。通过变流模块散热器截面的平均风速较高，大幅提高了变流模块散热器的效率。变流模块2法兰下侧为IGBT元件、直流侧接线端口、交流侧接线端口及电器组件。其中直流侧接线端口通过一体式低感母排4与并排的2个支撑电容3连接，所述一体式低感母排4优选采用T2-Y4紫铜板为主材，能够有效降低杂散电感、节约布局空间、提升IGBT器件可靠性；交流侧接线端口通过三相交流母排12转接至对外接线排上；电器组件通过屏蔽电缆与控制机箱5进行信号传递。

支撑电容

如图2所示，支撑电容3通过可上下活动的安装支座301、302固定在柜体右后侧。

冷却风机

如图1所示，冷却风机6安装于柜体顶梁102上，进风口通过橡胶圈601将进风区与出风区隔离。如图1中箭头所示，冷却风大部分从柜体底部流出柜外，小部分冷却斩波电阻7后再从柜体右侧流出柜外，从而大幅提高了变流器冷却系统的效率。

如图2所示，本实用新型牵引变流器还包括冷却风机的转速切换接触器9，以控制冷却风机6的转速。当控制机箱5检测到变流模块2基板温度超过保护门槛时，控制风机转速切换接触器9动作，将风机切换到高速度等级，以提高冷却能力。通过以上设置，冷却风机能够实现双速控制，使风机噪声与散热能力得到平衡。

控制机箱

如图1、图2所示，控制机箱5置于柜体1外部控制信号连接器侧，并通过隔板形成一个相对封闭的腔体，以屏蔽外部高压大电流的电磁干扰。控制机箱5通过屏蔽电缆实现与变流模块2的信号传递，通过屏蔽电缆采集电流传感器10及电压传感器11的信号，通过网络电缆实现变流器与车辆的通讯及试验调试。

放电电阻

如图1、图2所示，放电电阻组件8安装于柜体1左后板上，包括电阻和电阻散热器，其中所述电阻置于柜体内部；电阻散热器置于柜体外部，表面粘贴密封条，以确保柜体的密封性。

柜体

如图2所示，本实用新型列车牵引变流器中，柜体1上部两侧共有6个吊耳103，通过吊耳103将整个牵引变流器安装于列车底部，冲击振动等级符合IEC 61373-2010、1类A级要求。柜体1内部通过隔板分隔出风道区及非风道区，非风道区防护等级达到铁路机车IP55要求；风道区通过滤网及开孔盖板与外部隔离，防护等级达到铁路机车IP20要求。

这里基于的术语和表述方式只是用于描述，本实用新型并不应局限于这些术语和表述。使用这些术语和表述并不意味着排除任何示意和描述(或其中部分)的等效特征，应认识到可能存在的各种修改也应包含在权利要求范围内。其他修改、变化和替换也可能存在。相应的，权利要求应视为覆盖所有这些等效物。

同样，需要指出的是，虽然本实用新型已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，在没有脱离本实用新型精神的情况下还可做出各种等效的变化或替换，因此，只要在本实用新型的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。