永磁牵引变流器的制作方法

本发明涉及轨道交通变流，具体涉及一种永磁牵引变流器。

背景技术：

1、随着轨道交通的市场规模和客户需求的不断发展，永磁牵引系统高效节能和绿色环保的技术优势日益凸显，已经成为轨道交通领域的首选方案。但是传统的永磁牵引变流器由于变流器模块数量多、隔离接触器重量体积大等原因，造成牵引变流器重量体积相对异步系统增大较多；由于变流器模块数量差异，传统永磁牵引变流器的整柜布局和冷却系统设计无法与异步牵引变流器保持一致，造成永磁牵引变流器的机械安装尺寸和电气接口位置与异步系统存在较大差异。重量体积和接口的较大差异，给整车设备布局和接线带来诸多不便，成为阻碍永磁牵引变流器大批量市场应用的主要因素。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种永磁牵引变流器，通过兼容性设计，实现了变流器模块的安装接口和结构的简统化，新增的交流输出腔体主要用于安装隔离接触器和交流出线结构，通过外挂箱体的形式，不影响主体部分的整体布局与异步牵引变流器的一致性。

2、为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

3、一种永磁牵引变流器，包括滤波电抗器、充电短接单元、冷却风机、直流输入腔体、变流器模块、隔离接触器和交流输出腔体，其中，变流器模块位于前方，冷却风机位于变流器模块的后方，直流输入腔体位于变流器模块后方其中一侧且与冷却风机相邻布置，充电短接单元位于直流输入腔体后方，滤波电抗器位于冷却风机后方，交流输出腔体与直流输入腔体相对布置，隔离接触器布置在交流输出腔体内，交流输出腔体为外挂箱体式结构。

4、根据本发明的永磁牵引变流器，滤波电抗器、充电短接单元、冷却风机、直流输入腔体和变流器模块的布局位置与异步牵引变流器一致，直流输入腔体和变流器模块腔体，高压铜排线缆路径与异步牵引变流器一致，通过兼容性设计，实现了变流器模块的安装接口和结构的简统化，新增的交流输出腔体主要用于安装隔离接触器和交流出线结构，通过外挂箱体的形式，不影响主体部分的整体布局与异步牵引变流器的一致性。

5、对于上述技术方案，还可进行如下所述的进一步的改进。

6、根据本发明的永磁牵引变流器，在一个优选的实施方式中，变流器模块包括igbt器件，igbt器件采用xhp封装双管器件，变流器模块包括4路三相逆变电路和2路斩波电路。

7、具体地，选用xhp封装双管器件，单个器件占用的散热器面积大幅下降，因此可以实现单个变流器模块集成4路三相逆变+2路斩波电路，变流器模块从传统的2个集成为1个，每个三相逆变电路驱动1台电机，从而可以实现1个变流器模块驱动4台电机，同时，单个变流器模块相对传统的2个变流器模块，重量和体积指标大幅下降，因此实现了小型化和轻量化。

8、进一步地，在一个优选的实施方式中，变流器模块包括控制单元和电源板，控制单元和电源板安装于变流器模块的正面且朝向车体侧面，直流输入腔体一侧设有直流侧铜排，交流输出腔体一侧设有交流侧铜排。

9、具体地，变流器模块，采用一侧接直流侧铜排、一侧接交流侧铜排、正面安装控制单元和电源板的设计，能够实现铜排路径最短话，空间占用最小化，因此在满足铜排安装空间的前提下，能够提高控制单元和电源板的可维护性。

10、进一步地，在一个优选的实施方式中，变流器模块通过导向组件布置在柜体安装梁上，其中，导向组件包括固定在柜体安装梁上的导轨和与导轨滑动连接的滑槽，滑槽上设有过渡板，变流器模块通过模块安装板固定在过渡板上，模块安装板固定在柜体上。

11、采用导向组件安装的方式，能够提高变流器模块整体的可维护性。

12、进一步地，在一个优选的实施方式中，模块安装板上设有模块安装梁，模块安装梁其中一侧固定于柜体上，另一侧与止挡板连接，止挡板外侧面设有加强筋。

13、通过增加模块安装梁增加了模块与柜体的固定点，更有利于模块的有效固定，增加抗振动性能，通过新增止挡板及加强筋结构进一步加强了结构强度，以满足固定变流器模块更高的结构强度要求。

14、具体地，在一个优选的实施方式中，过渡板为l形结构。

15、l形结构的过渡板，既能够很好地与导向结构配合安装，又能够很好地布置模块安装板，且确保满足安装空间尽可能小的前提下尽可能提高安装结构强度。

16、具体地，在一个优选的实施方式中，导轨为圆柱状滚筒结构。

17、导向组件采用滚动摩擦形式，能够进一步减小抽拉过程中的摩擦力，确保导向过程稳定顺畅。

18、进一步地，在一个优选的实施方式中，永磁牵引变流器设有对称布置的吊耳，吊耳上设有安装孔，安装孔采用相对永磁牵引变流器的主梁向内侧偏移预设距离的偏心设计。

19、吊耳安装孔进行适当地相对变流器的主梁进行偏心设计，可以实现吊挂尺寸与异步牵引变流器的一致性。

20、进一步地，在一个优选的实施方式中，安装孔包括两组且沿行车方向平行设置。

21、每个吊耳设置2个安装孔，可以有效满足强度要求和安全冗余性要求。

22、具体地，在一个优选的实施方式中，安装孔为沿垂直于形车方向的方向延伸的腰形孔。

23、通过上述设置的腰形孔，使得吊挂尺寸能够根据不同车型进行灵活调整，以满足不同车型的吊装要求。

24、具体地，在一个优选的实施方式中，高压直流输入和斩波电气接口、风机电源电气接口和控制电气接口分别位于永磁牵引变流器的同一侧，交流输出电气接口相对布置在永磁牵引变流器的另一侧。

25、具体地，高压直流输入和斩波电气接口位于右下方、风机电源电气接口位于中下方、控制电气接口位于左下方、交流输出电气接口位于右上方，高压接线在车辆一侧、低压接线的车辆另一侧，与车辆上的高低压线槽分开走线的要求一致，同时也满足高低压线缆分开走线的电磁兼容要求，因此满足车辆布线要求；同时与异步牵引变流器的出线位置基本一致，可以实现异步车辆与永磁车辆的布线统型，更利于实现在同一车型上进行异步和永磁牵引系统的互换性，从而利于永磁牵引变流器推广使用。

26、进一步地，在一个优选的实施方式中，变流器模块输出点与隔离接触器输入点之间设有电流传感器，变流器模块输出点与电流传感器输出点之间采用至少2层的叠层铜排连接，电流传感器输出点与隔离接触器输入点之间采用线缆连接，并且线缆分散铺开布置在柜体底部，隔离接触器输出点与交流输出点之间采用铜排连接。

27、具体地，模块输出点到传感器输出点之间，使用2层或3层的叠层铜排，保证铜排有适当的刚性和柔性，满足变流器模块的维护性、便于铜排穿过电流传感器、保证电流传感器的可维护性；传感器输出点到接触器输入点之间，根据电流值，优选一般线缆或软线缆方案，并在柜体底部铺开、分散走线，满足狭小空间12根线缆的两两绝缘要求，满足线缆转弯半径要求，满足线缆散热要求，同时满足成本要求；接触器输出点到交流输出点之间，需要在很小的高度空间内实现多次线缆路径改变，并满足接触器可维护性和外部接线的可操纵性，因此优选使用普通铜排方案。

28、进一步地，在一个优选的实施方式中，隔离接触器输出点与交流输出点之间的铜排设有避开隔离接触器的缺口。

29、通过对铜排进行适当打断，拆卸隔离接触器时无需拆卸外部接线螺栓，提高可维护性。

30、进一步地，在一个优选的实施方式中，在靠近电流传感器的位置设有屏蔽接地点。

31、为了满足emc性能，在电流传感器旁设置屏蔽接地点，对传感器线缆屏蔽层进行接地。

32、进一步地，在一个优选的实施方式中，变流器模块输出点与电流传感器输出点之间采用第一模块结构连接，第一模块连接结构包括两组，每组第一模块连接结构包括分别布置在安装梁上的4组电流传感器、6组铜排和6组绝缘子，绝缘子包裹在铜排上，隔离接触器输入点与交流输出点之间采用第二模块结构连接，第二模块连接结构包括两组，每组第二模块连接结构包括分别布置在安装板上的2组隔离接触器、6组输出铜排。

33、通过上述模块化设计，能够有效提升可制造性和可维护性。

34、具体地，在一个优选的实施方式中，隔离接触器采用侧面安装的方式，交流输出点位于隔离接触器的顶部。

35、隔离接触器采用侧面安装的方式，机械安装螺栓和铜排连接螺栓可以正面紧固，二次回路接线点布置于接触器顶部，便于操作，提升隔离接触器的维护性。

36、进一步地，在一个优选的实施方式中，交流输出点接线采用双孔接线座，位于外侧的接线螺栓用于整车接线，位于内侧的固定螺栓用于固定铜排。

37、交流输出接线，采用双孔接线座，外侧螺栓用于整车接线，内侧螺栓用于固定铜排，两者分开设置，整车接线时无需操作内侧固定螺栓，提高电气连接的可靠性和整车接线的可操作性。

38、具体地，在一个优选的实施方式中，隔离接触器采用真空隔离接触器。

39、采用真空隔离接触器，能够减小重量体积指标，同时提高了隔离接触器的分断能力。

40、相比现有技术，本发明的优点在于：可以实现机械安装尺寸和电气接口位置与异步牵引变流器的一致性；进一步提高了永磁牵引变流器的小型化和轻量化水平。