专利名称：牵引逆变器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电力变换装置，更确切地说是涉及一种轻轨列车地铁、和干线动车牵引用逆变器的实用化结构。
随着城市交通的发展，轻轨列车包括地铁越来越迫切地需要应用交流调速系统。但是，与普通逆变器相比，牵引用逆变器有很多特殊性，在功率、调速性能、运行温度、体积、抗震性、可维护性等方面都有特殊的要求。
另外，轻轨牵引逆变器国内外流行车控，即一台车的四个电机由一台逆变器进行调速。希望能用相同的逆变器体积实现架控，即一个转向架的两台电机由一个逆变器控制，在一个机柜中放入两台逆变器，以提高整车性能。
本实用新型的目的是设计一种实用的牵引逆变器结构，满足结构简洁紧凑、便于维修、实现架控的应用要求。
本实用新型的目的是这样实现的一种牵引逆变器，包括柜体、控制器、逆变模块、斩波模块、滤波电容模块、直流母线、交流母线和电流传感，其特征在于所述的柜体包括框架结构、顶板、底板、左端板、右端板、控制舱盖板、隔舱盖板和隔板，所述的隔板将柜体分成左右两个隔舱；所述的滤波电容模块、直流母线、交流母线和输出电流传感器固定在左侧隔舱中；所述的控制器固定右侧隔舱中；两个逆变器模块和一个斩波模块并排固定在柜体的正面。
所述的框架结构是用冷板折弯并焊接的六面体框架，再用满焊工艺将其与所述的冷轧钢板制成的顶班、底板、左端板、右端板和隔板结合在一起，形成柜体的主结构，所述的控制舱盖板和隔舱盖板通过铰链与所述的主体结构连接在一起，并采取密封措施，形成所述的柜体。
所述的逆变模块包括散热器、固定在所述的散热器上的IGBT模块(绝缘栅双极晶体管)及固定在IGBT模块上的功率母线。
所述的散热器是采用整体真空钎焊工艺的铝合金制品，一个表面是铣削光滑的安装面，另一个表面密植散热翼片。所述的IGBT模块采用单面散热型的产品，整齐地排布在所述的散热器的安装平面上；所述的功率母线包括叠层母线和三个交流输出母排；所述的叠层母线由绝缘板和成型电工铜板相间叠放热压粘合而成，与IGBT模块的输入端和直流母线相连；所述的交流输出母排由铜板制成，与IGBT模块的输出端相连，固定在叠层母线的、与IGBT模块相对的那一个面上。
所述的滤波电容模块包括直流滤波电容、电容母线和电容器支座。所述的直流滤波电容采用滤波电容器；所述的电容母线采用叠层粘合结构，包括两层与直流母线相连的铜板和中间绝缘层；所述的电容器支座由冷轧钢板制造，固定在柜体上。
所述的斩波模块包括斩波散热器、固定在斩波散热器上的晶闸管模块、固定在晶闸管模块上的斩波母线和固定在斩波母线上的联接母排。所述的斩波散热器是采用整体钎焊工艺的铝合金制品，一个表面是铣削光滑的安装面，另一个表面密植散热翼片；所述的晶闸管模块采用单面散热型的产品，安装在所述的散热器的安装平面上；所述的斩波母线由绝缘板和电工铜板相间叠放热压粘合而成，与直流母线相连；所述的联接母排由铜板制成，固定在斩波母线的、与晶闸管模块相对的那一个面上，与晶闸管模块的输出端相连。
所述的直流母线是并排的两条铜母排，通过绝缘支座固定在柜体上，横跨整个左侧隔舱，与两个逆变模块、三个滤波电容模块、斩波模块和输入电源端子进行电器联接。
所述的交流母线是三条并行的铜母排，由逆变器模块引出，经过所述的电容器支座，穿过所述的电流传感器，至电机端子。
所述的电流传感器是穿心式电流霍尔传感器。
所述的控制器是6U插板结构，包括机笼、母板、处理器板、数模转换板、驱动板、端口板、现场总线板。处理器板、数模转换板、驱动板、端口板和现场总线板通过欧式接插件与背板连接，用螺钉固定在机笼上。
本实用新型采用模块化设计，使得各个模块的功能分明，接口清晰，检修点集中，便于使用和维护。
下面结合实施例和附图进一步说明本实用新型的技术。
图1是总体布置的立体示意图。
图2是柜体内部布置的立体示意图。
图3是IGBT模块在散热器上的布置示意图。
图4是功率母线结构关系示意图。
图5是叠层母线分解示意图。
图6是控制器外观示意图。
参见图1，图中示出了整个牵引逆变器各个关键部件的布置。
柜体0是牵引逆变器的基础部件，是由框架结构1、顶板6、底板11、左端板9和右端板10组成的焊合件，有重量轻、不易变形的特点。
控制器2置于右侧的隔舱中，上下留有足够的空隙，便于控制电缆的走线。
甲逆变模块3、乙逆变模块4和斩波模块5并排固定于柜体0的正面，其间包括密封措施，相应的滤波电容器模块12布置在柜体0的左侧隔舱中，所在位置与甲逆变模块3、乙逆变模块4和斩波模块5的所在位置取中对齐。
图1中，滤波电容器模块12所包括的电容器母线未示出。
参见图2，图中示出了柜体0的内部布置关系。
对于两个逆变模块3和4，6个IGBT模块13固定在散热器33上，叠层母线16和交流母排18固定在IGBT模块13上。垂直直流母排17将直流母线23和24与叠层母线16联结在一起，为IGBT模块提供电源。
交流母线20与交流母排18相连，通过电容支座30下的空间，向上穿过电流传感器32，然后向左折转，与电机端子相连。
滤波电容模块12包括电容母线27、滤波电容29和电容支座30。每个滤波电容29都固定在电容支座30上，与电容母线27实现电联接后再通过汇流排34和35分别连在直流母线23和24上。
斩波模块5的斩波散热器36固定在柜体0上，而晶闸管模块14固定在斩波散热器36上，斩波母线15固定在晶闸管模块14上。垂直汇流排21将斩波母线15与直流母线的正极23连在一起，输出汇流排19与晶闸管模块14的输出端相连，并与联接母排22相连。联接母排22通过其对应的电容器座30，向上穿过其对应的电流传感器32，至输出端子。
所有的电流传感器32都分别固定在传感器支撑板31上。传感器支撑板31固定在柜体0上。
参见图3，图中示出了6个IGBT模块13在散热器33安装面的排布方式。
参见图4，图中示出了功率母线的组件叠层母线16和交流母线18的详细情况，表示了它们的装配关系。
参见图5，图中示出了叠层母线16的组成。
所述的叠层母线16包括的、外形相似的板状元件37、39和41是绝缘体，目的是隔绝母线极板38和40，提高绝缘等级。绝缘板37、39和41与极板38和40按图5所示的顺序叠放压合后，正极引出端子42和负极引出端子43暴露在外面，便于与直流垂直汇流排17的连接。
参见图6，图中示出了控制器2的组成。
所述的控制器2包括机笼43、背板、处理器板44、数模转换板45、驱动板46、端口板47和现场总线板48。处理器板44、数模转换板45、驱动板46、端口板47和现场总线板48通过欧式接插件与背板连接，用螺钉固定在机笼43上。
本实用新型的柜体和各种模块可以根据功率等级进行系列化设计，充分发挥其模块化设计的优势，满足各种应用和车型的需要。
权利要求1.一种牵引逆变器，包括柜体、控制器、逆变模块、斩波模块、滤波电容模块、直流母线、交流母线和电流传感，其特征在于所述的柜体包括框架结构、顶板、底板、左端板、右端板、控制舱盖板、隔舱盖板和隔板，所述的隔板将柜体分成左右两个隔舱；所述的滤波电容模块、直流母线、交流母线和输出电流传感器固定在左侧隔舱中；所述的控制器固定右侧隔舱中；两个逆变器模块和一个斩波模块并排固定在柜体的正面。
2.根据权利要求1所述的牵引逆变器，其特征在于框架结构是用冷板折弯并焊接的六面体框架，在用满焊工艺将其与所述的冷轧钢板制成的顶班、底板、左端板、右端板和隔板结合在一起，形成柜体的主结构，所述的控制舱盖板和隔舱盖板通过铰链与所述的主体结构连接在一起，形成所述的柜体。
3.根据权利要求1所述的牵引逆变器，其特征在于所述的散热器是采用整体钎焊工艺的铝合金制品，一个表面是铣销光滑的安装面，另一个表面密植散热翼片。所述的IGBT模块采用单面散热型的产品，整齐地排布在所述的散热器的安装平面上；所述的功率母线包括叠层母线和三个交流输出母排；所述的叠层母线由绝缘板和成型电工铜板相间叠放热压粘合而成，与IGBT模块的输入端和直流母线相连；所述的交流输出母排由电工铜板制成，与IGBT模块的输出端相连，固定在叠层母线的、与IGBT模块相对的那一个面上。
4.根据权利要求1所述的牵引逆变器，其特征在于所述的滤波电容模块包括直流滤波电容、电容母线和电容器支座。所述的直流滤波电容采用高压纸介滤波电容器；所述的电容母线采用叠层粘合结构，包括两层与直流母线相连的电工铜板和中间绝缘层；所述的电容器支座由冷轧钢板制造，固定在柜体上。
5.根据权利要求1所述的牵引逆变器，其特征在于所述的斩波模块包括斩波散热器、固定在斩波散热器上的晶闸管模块、固定在晶闸管模块上的斩波母线和固定在斩波母线上的联接母排。所述的斩波散热器是采用整体钎焊工艺的铝合金制品，一个表面是铣削光滑的安装面，另一个表面密植散热翼片；所述的晶闸管模块采用单面散热型的产品，安装在所述的散热器的安装平面上；所述的斩波母线由绝缘板和电工铜板相间叠放热压粘合而成，与直流母线相连；所述的联接母排由电工铜板制成，固定在斩波母线的、与晶闸管模块相对的那一个面上，与晶闸管模块的输出端相连。
6.根据权利要求1所述的牵引逆变器，其特征在于所述的直流母线是并排的两条铜母排，通过绝缘支座固定在柜体上，横跨左侧隔舱，与两个逆变模块、三个滤波电容模块、斩波模块和输入电源端子进行电器联接。
专利摘要本实用新型涉及一种轻轨列车牵引逆变器的一种实用化结构,有柜体、控制器、逆变模块、晶闸管模块、滤波电容模块、直流母线、交流母线和电流传感器组合而成。逆变模块和晶闸管模块并排安装在柜体正面,而控制器、滤波电容模块、直流母线、交流母线和电流传感器安装于柜体内部。本实用新型的模块化结构,便于实现系列化设计。
文档编号H05K7/18GK2499269SQ0123180
公开日2002年7月10日 申请日期2001年7月18日 优先权日2001年7月18日
发明者沈树发, 张士光, 刘佳伟 申请人:北京鹏发欣光电力电子科技有限公司