一种牵引变流装置制造方法及图纸

一种牵引变流装置，其包括：预充电电路，其与牵引变压器的牵引绕组连接，用于对牵引变流装置的直流回路中的支撑电容进行充电；集成化变流器模块，其与预充电电路连接，用于对预充电电路传输来的交流电进行交‑直转换以及直‑交转换，得到适用于牵引电机的直流电；隔离接触器，其设置在集成化变流器模块的输出端与牵引电机的连接端口之间，用于在集成化变流器模块发生故障时将集成化变流器模块与牵引电机隔离。本装置内部集成有隔离接触器，其能够在牵引变流装置内部出现故障时将牵引变流装置与永磁同步电机隔离。该装置采用了集成化变流器模块，其能够使得整个装置的体积更小、重量更轻、系统更加可靠。

A traction converter

A traction converter includes: a pre-charging circuit connected with the traction winding of the traction transformer for charging the supporting capacitors in the DC circuit of the traction converter; an integrated converter module connected with the pre-charging circuit for AC/DC conversion and DC/AC conversion of the AC transmitted from the pre-charging circuit to obtain a suitable traction power. The DC current of the machine and the isolation contactor are set between the output port of the integrated converter module and the connection port of the traction motor. They are used to isolate the integrated converter module from the traction motor when the integrated converter module fails. The device is internally integrated with an isolation contactor, which can isolate the traction converter from the permanent magnet synchronous motor in case of internal failure of the traction converter. The device adopts integrated converter module, which can make the whole device smaller, lighter and more reliable.

【技术实现步骤摘要】
一种牵引变流装置
本专利技术涉及轨道交通
，具体地说，涉及一种牵引变流装置。
技术介绍
20世纪80年代，随着大功率可关断的电力半导体的出现，以及微机技术的应用，使鼠笼式感应电动机的可用性大大增加，使得交流电力机车以其大功率、宽泛的调速控制和维护简单等特点迅速占据了轨道交通行业的新“宠儿”。随着轨道交通市场的快速发展，客户对于交流电力机车的可靠性、可用性不断提出更高的要求，并且对牵引系统的重量、体积等有更高的要求。相对于异步电机，永磁同步电机体积小、重量轻，并具有效率高、启动转矩大、提高电网的品质因数等优点。永磁电机以高效率、高功率密度、强过载能力等优点受到轨道交通牵引系统研发人员的高度重视。德国、法国、日本等轨道交通强国纷纷展开永磁同步牵引系统的研制。相较于三相异步电机，由于永磁同步电机的励磁特性，因此列车在高速运行时，如果牵引变流器的IGBT元件发生短路等故障，那么如果永磁同步牵引电机仍处于发电状态，变流器模块将被短路，从而使得故障进一步扩大。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种牵引变流装置，所述装置包括：预充电电路，其与牵引变压器的牵引绕组连接，用于对牵引变流装置的直流回路中的支撑电容进行充电；集成化变流器模块，其与所述预充电电路连接，用于对所述预充电电路传输来的交流电进行交-直转换以及直-交转换，得到适用于牵引电机的直流电；隔离接触器，其设置在所述集成化变流器模块的输出端与所述牵引电机的连接端口之间，用于在所述集成化变流器模块发生故障时将所述集成化变流器模块与所述牵引电机隔离。根据本专利技术的一个实施例，所述装置包括多个隔离接触器，各个隔离接触器分别设置在所述集成化变流器模块的各个输出端与所述牵引电机的各个连接端口之间。根据本专利技术的一个实施例，所述牵引变流装置包括柜体，所述柜体由上至下分为四个区域，其中，第一区域内布置有所述集成化变流器模块中的斩波电阻、电压传感器和/或放电电阻组件。根据本专利技术的一个实施例，所述牵引变流装置还包括：传动控制电路，其与所述预充电电路、集成化变流器模块和/或隔离接触器连接，用于对所述预充电电路、集成化变流器模块和/或多个隔离接触器的工作状态进行控制。根据本专利技术的一个实施例，所述传动控制电路布置在所述第一区域内。根据本专利技术的一个实施例，所述集成化变流器模块包括整流器、中间直流回路、牵引逆变器以及辅助逆变器，其中，所述中间直流回路的输入端与所述整流器的输出端连接，所述牵引逆变器和辅助逆变器的输入端与所述中间直流回路的输出端连接。根据本专利技术的一个实施例，所述集成化变流器模块包括有多个支撑电容器，所述多个支撑电容器集中布置在所述柜体的第三区域中，所述集成化变流器的其它器件布置在所述柜体的第二区域中。根据本专利技术的一个实施例，所述牵引变流装置中的支撑电容之间以及功率开关器件之间均采用低感母排连接。根据本专利技术的一个实施例，所述牵引变流装置中的各个器件采用左右对称的方式排布。本专利技术所提供的牵引变流装置内部集成有隔离接触器，其能够在牵引变流装置内部出现故障时将牵引变流装置与永磁同步电机隔离。在安装空间受限的情况下，牵引变流装置与隔离接触器的一体化设计有助于改善整个牵引变流装置的结构布置和安全空间的合理化。该牵引变流装置采用了集成化变流器模块，其能够使得整个装置的体积更小、重量更轻、系统更加可靠。同时，目前我国轨道交通领域，变流器大多采用3300V电压等级的IGBT器件。而本专利技术所提供的牵引变流装置采用了具有更高电压等级的IGBT元件来满足不断提升的功率要求。更高低压的IGBT元件可以在更低的结温下工作，并且其能够适当增加牵引变流装置的功率密度，从而提高了牵引变流装置的功率和集成度。本专利技术所提供的牵引变流装置采用无二次谐振回路设计，各个轴之间回路完全独立，从而使得单轴牵引系统故障不会影响其它轴正常功能工作，从而有助于充分利用牵引系统的功率。此外，该牵引变流装置的电容器采用了集中布置的方式，电容之间以及功率开关器件之间全部采用低感母排来连接，这样大大降低了电气连接的杂散电感，增强了变流装置工作的稳定性。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其它优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：图1是根据本专利技术一个实施例的牵引变流装置的电路结构示意图；图2是根据本专利技术一个实施例的牵引变流装置的电路原理图；图3是根据本专利技术一个实施例的牵引变流装置的前视图；图4是根据本专利技术一个实施例的牵引变流装置的后视图。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本专利技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本专利技术实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本专利技术可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。在目前的轨道交通领域，大功率电力机车牵引电机大多采用的是三相异步电机，三相异步电机启动转矩不大，且启动电流很大，功率因数较低。相比较而言，永磁同步电机体积小、重量轻，并具有效率高、启动转矩大、能够提高电网的品质因数等优点。由于永磁同步电机的永久励磁特性，列车在高速运行时，如果牵引变流器的IGBT元件发生短路等故障时，永磁同步牵引电机仍处于发电状态，这时电机的反电势会对变流器内部造成损坏。针对现有牵引变流装置所存在的上述问题，本实施例提供了一种新的牵引变流装置，图1示出了本实施例中该牵引变流装置的电路结构示意图。如图1所示，本实施例所提供的牵引变流装置101连接在变压器100以及永磁电机105之间，其中，该牵引变流装置101优选地包括：预充电电路102、集成化变流器模块103以及隔离接触器104。为了更加清楚地阐述本专利技术所提供的牵引变流装置101的结构、原理以及优点，以下结合图1所示的牵引变流装置的电路结构示意图以及图2所示的牵引变流装置的电路原理图来对该牵引变流装置作进一步地说明。如图1和图2所示，本实施例中，牵引变流装置101包括了两条结构相同的供电支路，其中，这两条供电支路的输入端分别与牵引变压器的两个次级线圈对应连接，从而接收次级线圈所传输来的交流电。由于上述两条供电支路的结构相同，因此为了描述的简便，以下以其中一条供电支路为例来对该牵引变流装置进行描述。具体地，如图2所示，本实施例中，牵引变流装置101的其中一条供电支路的两个输入端(即端口1.1和端口1.2)分别与牵引变压器100的次级线圈的两个端口连接。本实施例中，牵引变流装置101的输入端和输出端优选地采用电连接压塑件来实现。当然，在本专利技术的其它实施例中，牵引变流装置101的输入端和输出端还可以采用其它合理的器件或结构来实现，本专利技术不限于此。预充电电路102包括：第一接触器KW3A、第二接触器KW1A以及充电电阻R1A。其中，第一接触本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种牵引变流装置，其特征在于，所述装置包括：预充电电路，其与牵引变压器的牵引绕组连接，用于对牵引变流装置的直流回路中的支撑电容进行充电；集成化变流器模块，其与所述预充电电路连接，用于对所述预充电电路传输来的交流电进行交‑直转换以及直‑交转换，得到适用于牵引电机的直流电；隔离接触器，其设置在所述集成化变流器模块的输出端与所述牵引电机的连接端口之间，用于在所述集成化变流器模块发生故障时将所述集成化变流器模块与所述牵引电机隔离。

【技术特征摘要】
1.一种牵引变流装置，其特征在于，所述装置包括：预充电电路，其与牵引变压器的牵引绕组连接，用于对牵引变流装置的直流回路中的支撑电容进行充电；集成化变流器模块，其与所述预充电电路连接，用于对所述预充电电路传输来的交流电进行交-直转换以及直-交转换，得到适用于牵引电机的直流电；隔离接触器，其设置在所述集成化变流器模块的输出端与所述牵引电机的连接端口之间，用于在所述集成化变流器模块发生故障时将所述集成化变流器模块与所述牵引电机隔离。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置包括多个隔离接触器，各个隔离接触器分别设置在所述集成化变流器模块的各个输出端与所述牵引电机的各个连接端口之间。3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述牵引变流装置包括柜体，所述柜体由上至下分为四个区域，其中，第一区域内布置有所述集成化变流器模块中的斩波电阻、电压传感器和/或放电电阻组件。4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述牵引变流装置还包括：传动控制电路，其与所述预充电电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，郭君博，李华，张义，秦方方，范斌，范荣辉，饶艺伟，陈侃，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车研究所有限公司，中国铁路总公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43