交流传动内燃机车用牵引辅助变流柜制造技术

本发明专利技术涉及交流传动内燃机车，具体为交流传动内燃机车用牵引辅助变流柜。解决现有交流传动内燃机车的牵引辅助变流柜不利于工人的安装与拆卸，不利于后期的维修维护的问题。该牵引辅助变流柜包括柜体，柜体内有牵引变流器和辅助变流器；柜体内腔由纵隔板分隔成左右分布的牵引腔和辅助腔，牵引腔由横隔板分隔成上下分布的牵引低压腔和牵引高压腔，牵引变流器的低压部件安装于牵引低压腔，牵引变流器的高压部件安装于牵引高压腔，同时，牵引变流器的两个牵引单元在牵引腔内的安装位置呈背靠背镜面对称；辅助变流器安装于辅助腔。本发明专利技术特别适用于出口南非铁道部CKD9D型交流传动内燃机车，也适用于其它需小型化设计的交流传动内燃机车。

Traction auxiliary converter cabinet for AC drive diesel locomotive

【技术实现步骤摘要】
交流传动内燃机车用牵引辅助变流柜
本专利技术涉及交流传动内燃机车，具体为交流传动内燃机车用牵引辅助变流柜。
技术介绍
在内燃机车上，交流传动技术也越来越广泛的应用，通过变流柜为异步交流电动机提供电源，控制异步交流电动机的转速，转矩，实现异步交流电机电阻制动，提高机车的运行性能。出口南非铁道部CKD9D型交流传动内燃机车，该车柴油机装车功率3300kW，单轴牵引功率435kW。采用先进的交流传动技术，轨距1065mm，Co-Co转向架，机车最高时速100公里，实现与南非当地既有电力内燃机车重联运营，是目前技术水平最先进、功率最大的窄轨机车。由于是窄轨机车，国内现有交流传动内燃机车的牵引辅助变流柜已无法适用于该出口南非的交流传动内燃机车，特别是受窄轨机车的空间限制，国内现有交流传动内燃机车的牵引辅助变流柜内的电气部件的安装位置更不利于工人的安装与拆卸，不利于后期的维修维护。
技术实现思路
本专利技术解决现有交流传动内燃机车的牵引辅助变流柜不利于工人的安装与拆卸，不利于后期的维修维护的问题，提供一种交流传动内燃机车用牵引辅助变流柜，以满足出口南非铁道部CKD9D型交流传动内燃机车的需求。本专利技术是采用如下技术方案实现的：交流传动内燃机车用牵引辅助变流柜，包括柜体，柜体内有牵引变流器和辅助变流器；牵引变流器由两个牵引单元构成，每个牵引单元包括一个整流模块和三个以IGBT作为开关器件的逆变模块，每个逆变模块对应一台牵引电机；柜体内腔由纵隔板分隔成左右分布的牵引腔和辅助腔，牵引腔由横隔板分隔成上下分布的牵引低压腔和牵引高压腔，牵引变流器的低压部件安装于牵引低压腔，牵引变流器的高压部件安装于牵引高压腔，同时，牵引变流器的两个牵引单元在牵引腔内的安装位置呈背靠背镜面对称（即两个牵引单元的低压部件在牵引低压腔内背靠背镜面对称；两个牵引单元的高压部件在牵引高压腔内背靠背镜面对称）；辅助变流器安装于辅助腔。变流柜输入端与主发电机的三相输出电缆相连接，输入的三相电流经整流模块整流后输出到中间直流回路，逆变模块的输入端连接于直流回路；辅助变流器的输入端也连接于中间直流回路。本专利技术两个牵引单元为镜面对称设计，主要部件均放在变流柜的正面，打开柜门可以方便的对变流柜进行维修、维护。牵引低压腔内主要部件有：控制单元、电压检测板、驱动电源模块、交换机、低压连接器、继电器、断路器、分线端子排、电压传感器、手动放电开关等部件。由于低压器件对电磁环境要求较高，而且考虑易于调试和维护，因此将低压部件设计在一个相对独立的空间，结构、布线、零部件设计和组装充分考虑电磁兼容方面的问题。牵引高压腔内主要部件有：整流功率模块、逆变功率模块、逆变+斩波功率模块、中间支撑电容、电流传感器、熔断器、工作接触器、高压接线端子等部件组成。打开变流柜柜门可方便地对变流柜模块进行拆装、维护。本专利技术充分利用变流柜内安装空间，主、辅、控制三个腔室采用有机统一的方式，一个框架结构内按电压等级采用隔板分区布置，有利于绝缘设计和电磁兼容设计，同时便于按功能区域进行组装维护，满足变流柜小型化设计趋势；特别适用于出口南非铁道部CKD9D型交流传动内燃机车，也适用于其它需小型化设计的交流传动内燃机车。附图说明图1为牵引变流器电气原理图；图2为辅助变流器电气原理图；图3为本专利技术所述牵引辅助变流柜内部结构正面图；图4为本专利技术所述牵引辅助变流柜内部结构背面图；图5为本专利技术所述牵引辅助变流柜立体图；图6为本专利技术所述牵引辅助变流柜侧视图；图7为本专利技术所述牵引辅助变流柜的水冷管路分布结构示意图；图8为正面发泡自夹式门用密封条图；图9为ITT圆形连接器插头示意图；图10为TCU安装不锈钢框架示意图。图中：1－纵隔板，2－牵引腔，2.1－牵引低压腔，2.2－牵引高压腔，3－辅助腔，4－横隔板，5－顶盖，6－天线盒，7－雨檐，8－ITT圆形连接器，9－MVB/CAN/Enther连接器插头，10－电源连接器插头，11－速度信号连接器插头，12－温度信号连接器插头，13－电压/电流信号连接器插头，14－DI/DO信号连接器插头I，15－DI/DO信号连接器插头II，16－同轴电缆连接器插头。具体实施方式交流传动内燃机车用牵引辅助变流柜，包括柜体，柜体内有牵引变流器和辅助变流器；牵引变流器由两个牵引单元构成，每个牵引单元包括一个整流模块和三个以IGBT作为开关器件的逆变模块，每个逆变模块对应一台牵引电机；柜体内腔由纵隔板1分隔成左右分布的牵引腔2和辅助腔3，牵引腔2由横隔板4分隔成上下分布的牵引低压腔2.1和牵引高压腔2.2，牵引变流器的低压部件安装于牵引低压腔2.1，牵引变流器的高压部件安装于牵引高压腔2.2，同时，牵引变流器的两个牵引单元在牵引腔2内的安装位置呈背靠背镜面对称（即两个牵引单元的低压部件在牵引低压腔2.1内背靠背镜面对称；两个牵引单元的高压部件在牵引高压腔2.2内背靠背镜面对称）；辅助变流器安装于辅助腔3。具体实施时，牵引腔2的长度占柜体长度的2/3，辅助腔3的长度占柜体长度的1/3；牵引低压腔2.1在柜体上部且其高度占柜体高度的1/4，牵引高压腔2.2的高度占柜体高度的3/4，以使布局更合理。辅助变流器由两个辅助单元构成，每个辅助单元包括一个辅助CVCF（ConstantVoltageandConstantFrequency，恒电压、恒频率）逆变器和一个VVVF（VariableVoltageandVariableFrequency，可变电压、可变频率）逆变器；两个辅助单元中的辅助CVCF逆变器的输出端相互并联，两个辅助单元中的辅助VVVF逆变器的输出端相互并联。当一个辅助单元中的辅助CVCF或VVVF逆变器故障时，另一个辅助单元中的CVCF或VVVF逆变器冗余，提高辅助变流器的工作可靠性。柜体设有顶盖5，顶盖5设计为弧形结构；弧形结构的顶盖使柜体外形与整车外形轮廓一致，采用整体吊装，柜体直接安装在车体上露天布置，无需专用电器间，实现了整车牵引-辅助电传动变流装置整体模块化设计，方便维护保养，以符合机车整体造型的完整性及美观性。柜体的顶盖5上安装有天线盒6。柜体的顶盖5的前后缘安装有雨檐7，将雨水导引到柜体的两侧流下，缓解雨水对柜体正背面的冲刷。在柜体上面加装雨檐防止雨水淤积导致进水，雨檐采用弧形设计，按照雨水的流向设计成导流构造。变流柜采用全密封设计，防护等级达IP55，柜体采用段焊打胶工艺；柜门密封采用加装新型排气胶条设计，胶条一边为C型卡扣卡在柜体门沿上，另一边为圆形空心腔体设计，既保证了柜门密封性防水性，又方便调节柜门压紧度（如图8所示）。该交流传动内燃机车用牵引辅助变流柜采用水冷方式，柜体内有两套水冷管路，每套水冷管路包括进水主管和出水主管，进水主管和出水主管布置在柜体中部，进水主管和出水主管的一端引出柜体、另一端封堵，进水主管上串接有水泵，进水主管和出水主管通过软管与变流器（牵引变流器和辅助变流器）的功率模块连接。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交流传动内燃机车用牵引辅助变流柜，包括柜体，柜体内有牵引变流器和辅助变流器；牵引变流器由两个牵引单元构成，其特征在于，柜体内腔由纵隔板(1)分隔成左右分布的牵引腔(2)和辅助腔(3)，牵引腔(2)由横隔板(4)分隔成上下分布的牵引低压腔(2.1)和牵引高压腔(2.2)，牵引变流器的低压部件安装于牵引低压腔(2.1)，牵引变流器的高压部件安装于牵引高压腔(2.2)，同时，牵引变流器的两个牵引单元在牵引腔(2)内的安装位置呈背靠背镜面对称；辅助变流器安装于辅助腔(3)。/n

【技术特征摘要】
1.一种交流传动内燃机车用牵引辅助变流柜，包括柜体，柜体内有牵引变流器和辅助变流器；牵引变流器由两个牵引单元构成，其特征在于，柜体内腔由纵隔板(1)分隔成左右分布的牵引腔(2)和辅助腔(3)，牵引腔(2)由横隔板(4)分隔成上下分布的牵引低压腔(2.1)和牵引高压腔(2.2)，牵引变流器的低压部件安装于牵引低压腔(2.1)，牵引变流器的高压部件安装于牵引高压腔(2.2)，同时，牵引变流器的两个牵引单元在牵引腔(2)内的安装位置呈背靠背镜面对称；辅助变流器安装于辅助腔(3)。


2.根据权利要求1所述的交流传动内燃机车用牵引辅助变流柜，其特征在于，每个牵引单元包括一个整流模块和三个以IGBT作为开关器件的逆变模块，每个逆变模块对应一台牵引电机。


3.根据权利要求2所述的交流传动内燃机车用牵引辅助变流柜，其特征在于，牵引腔(2)的长度占柜体长度的2/3，辅助腔(3)的长度占柜体长度的1/3；牵引低压腔(2.1)在柜体上部且其高度占柜体高度的1/4，牵引高压腔(2.2)的高度占柜体高度的3/4。


4.根据权利要求1或2或3所述的交流传动内燃机车用牵引辅助变流柜，其特征在于，辅助变流器由两个辅助单元构成，每个辅助单元包括一个辅助CVCF逆变器和一个VVVF逆变器；两个辅助单元中的辅助CVCF逆变器的输出端相互并联，两个辅助单元中的辅助VVVF逆变器的输出端相互并联。


5.根据权利要求4所述的交流传动内燃机车用牵引辅助变流柜，其特征在于，柜体设有顶盖(5)，顶盖(5)设计为弧形结构。


6.根据权利要求5所述的交流传动内燃机车用牵引辅助变流柜，其特征在于，柜体的顶盖(5)的前后缘安...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓丽，刘谆，孙湘漪，王彬，马连凤，李晓莉，金春羽，
申请(专利权)人：中车永济电机有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14