冗余型模块化过电压能量吸收装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术所述的冗余型模块化过电压能量吸收装置，是由散热器、铜排、滤波电容器模块、功率元件驱动单元电路、斩波器一、斩波器二组成。其结构在于斩波器一和斩波器二的功率元件ＩＧＢＴ直接安装在同一个散热器上，它们之间通过铜排相连接并向外引出接线端，滤波电容器模块倒置安装在斩波器一和斩波器二的上方，其电容输出极与铜排相连，滤波电容器模块为电容串并联结构，在每组电容器上并联有均压电阻，功率元件驱动单元电路直接连接在ＩＧＢＴ的驱动极上。本实用新型专利技术能够有效地吸收铜排上出现的过电压能量。本实用新型专利技术具有结构新颖、结构紧凑、可靠性高、维护简单等特点，故属于一种集经济性与实用性为一体的新型装置。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术所述的冗余型模块化过电压能量吸收装置应用于电力机车交-直 -交传动系统，也可应用于一般工业用静止逆变电源。技术背景目前电力机车的交-直-交传动系统是电力机车的核心部分之一，其中的直流 环节起着连接电网侧整流器和电机侧逆变器的作用。这一部分的电压有着严格 的限制， 一旦过高，便会对整个系统产生严重的影响。在电力机车的交-直-交传动系统中，直流环节的电压主要受到两个因素的影 响(1)电网电压的波动；(2)牵引电机制动过程中的能量回馈。对于这两种 情况，如果电网侧整流器采用的是调节能力强的四象限脉冲整流器，那么电网 电压在允许范围内的波动和电机制动产生的能量均不会对直流环节的电压产生 太大的影响，而且后者还可以回馈到电网。可是，如果整流器的调节能力较弱 或着根本没有调节能力，那么直流环节的电压就会大幅上升。在这种情况下就 需要用一种能量吸收装置(斩波器)来吸收这部分多余的能量，以降低中间电 压，达到维持系统安全可靠运行的目的。过电压能量吸收装置通常串联电阻器， 再并联至中间直流回路。它通过控制斩波器中开关器件的开通和关断，使多余 的能量在电阻器上消耗掉。电力机车上通常只有一组过电压能量吸收装置，与 逆变器功率模块共用一组散热器。在这种情况下， 一旦其发生故障，就会导致 整个系统无法正常运行。因此有必要对这种单独的过电压能量吸收装置加以改 进。针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的冗余型模块化过 电压能量吸收装置，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。
技术实现思路
鉴于上述现有技术中所存在的问题，本技术的目的是研究设计一种新 型的冗余型模块化过电压能量吸收装置，从而解决在电力机车的交-直-交传动系 统中，直流环节出现的过电压能量吸收问题。本技术所述的冗余型模块化过电压能量吸收装置是由散热器、铜排、滤波电容器模块、功率元件驱动单元 电路、斩波器一、斩波器二组成。其特征在于斩波器一和斩波器二的功率元件 IGBT直接安装在同一个散热器上，它们之间通过铜排相连接并向外引出接线端， 滤波电容器模块倒置安装在斩波器一和斩波器二的上方，其电容输出极与铜排 相连，滤波电容器模块为电容串并联结构，在每组电容器上并联有均压电阻，功率元件驱动单元电路直接连接在IGBT的驱动极上。本技术所述的两组斩波器即斩波器一和斩波器二，可以单独工作、也可以同时工作。也可以扩展为 多组。本技术所述的两组斩波器即斩波器一和斩波器二同时工作时，可以同相位，也可以两路斩波脉冲互错180度。本技术所述的两套斩波器电路，它们与制动电阻配合，并联至电力机 车交-直-交传动系统的直流电路。滤波电容器模块也同样接在中间直流电路中， 对斩波器进行滤波。当外部控制单元检测到中间直流电压超过某一限定值，就 要向功率元件驱动单元电路发出斩波脉冲信号，控制斩波器开通和关断，从而 达到使用制动电阻吸收能量、抑制中间电压升高的目的。功率元件驱动单元电路直接连接在IGBT的驱动极上，以保证可靠触发，其 驱动信号经过光纤从外部控制单元引入，驱动信号经过光电转换、隔离放大等 处理后驱动功率元件IGBT，同时功率元件驱动单元电路通过检测IGBT的饱和压 降，以检测IGBT的过流状态，并将故障状态通过光纤传递给外部控制单元处理。斩波器一和斩波器二功率元件IGBT直接安装在同一个散热器上，它们之间 通过铜排相连接并向外引出接线端，在两个IGBT功率元件的散热极板之间安装 热保护继电器，以监测IGBT元件的发热状态。滤波电容器模块倒置安装在斩波器一和斩波器二的上方，其电容输出极与 铜排相连，滤波电容器模块为电容串并联结构，在每组电容器上并联有均压电 阻。本技术具有结构新颖、可靠性高、结构紧凑、易于维护，而且具有可 扩展性等优点，其大批量投入市场必将产生积极的社会效益和显著的经济效益。附图说明本技术共有两张附图，其中附图1、冗余型模块化过电压能量吸收装置结构框图附图2、冗余型模块化过电压能量吸收装置原理图图中1、散热器2、铜排3、滤波电容器模块4、功率元件驱动单元 电路5、斩波器一6、斩波器二具体实施方式本技术的具体实施例如附图所示，附图l所示散热器l、铜排2、滤波 电容器模块3、功率元件驱动单元电路4、斩波器一 5、斩波器二 6组成冗余型 模块化过电压能量吸收装置。其结构在于斩波器一 5和斩波器二 6的功率元件 IGBT直接安装在同一个散热器1上，它们之间通过铜排2相连接并向外引出接 线端，滤波电容器模块3倒置安装在斩波器一 5和斩波器二 6的上方，其电容 输出极与铜排2相连，滤波电容器模块3为电容串并联结构，在每组电容器上 并联有均压电阻，功率元件驱动单元电路4直接连接在IGBT的驱动极上。本技术所述的冗余型模块化过电压能量吸收装置包含两组传统的过电 压能量吸收装置，工作时，可以同时运行也可以分别运行， 一旦其中一组出现 故障，剩下的一组仍然可以保证系统的正常运行。两组装置同时工作时，如果 将两路斩波脉冲互错180度，就可以将斩波频率提高一倍，从而有效地降低了 中间直流回路的谐波含量。本技术所述的冗余型模块化过电压能量吸收装置将两组斩波器和滤波 电容整合到了一个散热器模块上，它们之间通过铜排相互连接，具有结构紧凑、 可靠性高、维护简单的特点。如有需要，还可以将两组斩波器扩展为多组，以 适应不同场合的要求。综上所诉，此专利技术非常适用于电力机车及一般工业应用 场合。权利要求1、一种冗余型模块化过电压能量吸收装置，由散热器(1)、铜排(2)、滤波电容器模块(3)、功率元件驱动单元电路(4)、斩波器一(5)、斩波器二(6)组成；其特征在于斩波器一(5)和斩波器二(6)的功率元件IGBT直接安装在同一个散热器(1)上，它们之间通过铜排(2)相连接并向外引出接线端，滤波电容器模块(3)倒置安装在斩波器一(5)和斩波器二(6)的上方，其电容输出极与铜排(2)相连，滤波电容器模块(3)为电容串并联结构，在每组电容器上并联有均压电阻，功率元件驱动单元电路(4)直接连接在IGBT的驱动极上。2、 根据权利要求1所述的冗余型模块化过电压能量吸收装置，其特征在于 两组斩波器即斩波器一 (5)和斩波器二 (6)，可以单独工作、也可以同时工作； 也可以扩展为多组。3、 根据权利要求1或2所述的冗余型模块化过电压能量吸收装置，其特征 在于两组斩波器即斩波器一 (5)和斩波器二 (6)同时工作时，可以同相位， 也可以两路斩波脉冲互错180度。专利摘要本技术所述的冗余型模块化过电压能量吸收装置，是由散热器、铜排、滤波电容器模块、功率元件驱动单元电路、斩波器一、斩波器二组成。其结构在于斩波器一和斩波器二的功率元件IGBT直接安装在同一个散热器上，它们之间通过铜排相连接并向外引出接线端，滤波电容器模块倒置安装在斩波器一和斩波器二的上方，其电容输出极与铜排相连，滤波电容器模块为电容串并联结构，在每组电容器上并联有均压电阻，功率元件驱动单元电路直接连接在IGBT的驱动极上。本技术能够有效地吸收铜排上出现的过电压能量。本技术具有结构新颖、结构紧凑、可靠性高、维护简单等特点，故属于一种集经济性与实用性为一体的新型装置。文档编号H02本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冗余型模块化过电压能量吸收装置，由散热器（１）、铜排（２）、滤波电容器模块（３）、功率元件驱动单元电路（４）、斩波器一（５）、斩波器二（６）组成；其特征在于斩波器一（５）和斩波器二（６）的功率元件ＩＧＢＴ直接安装在同一个散热器（１）上，它们之间通过铜排（２）相连接并向外引出接线端，滤波电容器模块（３）倒置安装在斩波器一（５）和斩波器二（６）的上方，其电容输出极与铜排（２）相连，滤波电容器模块（３）为电容串并联结构，在每组电容器上并联有均压电阻，功率元件驱动单元电路（４）直接连接在ＩＧＢＴ的驱动极上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：耿辉，马惠春，车向中，
申请(专利权)人：谢步明，
类型：实用新型
国别省市：91[中国|大连]