【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及轨道交通，涉及电力机车变流器，具体为一种电池动力机车牵引辅助变流器及其低电感中间主回路。
技术介绍
1、轨道交通大功率电力机车牵引辅助变流器是为机车牵引电机及辅助系统设备提供电源，为机车运行提供动力的核心设备。
2、在牵引辅助变流器中，牵引逆变器和辅助逆变器需要从中间直流回路取电，但中间直流回路往往电气连接路径较长，会产生明显的杂散电感。中间回路的杂散电感会导致功率模块中功率器件igbt在关断瞬间产生尖峰电压，电压过大时会导致igbt过压击穿，影响牵引逆变器和辅助逆变器的安全性与输出电源品质影响机车正常运行。为减小杂散电感的影响，在目前的牵引辅助变流柜设计中，通常使用复合母排连接中间支撑电容与功率模块。在牵引辅助变流器布局设计时，一般会将牵引功率模块与牵引支撑电容就近布置，辅助功率模块与辅助支撑电容就近布置，对应功率模块和支撑电容间多采用复合母排进行电气连接。牵引中间直流回路到辅助中间直流回路的电气连接采用铜排或线缆进行连接。
3、现有的电力机车牵引辅助变流器输入端从牵引变压器取电，经过整流功率模块输出直流电给中间直流回路。对于主电路拓扑为多路牵引逆变器以及辅助逆变器共用中间直流回路的牵引辅助变流器，每一组逆变器设计为一个逆变功率模块，对于包含多组逆变器的牵引辅助变流器，逆变功率模块数量较多。而且复合母排设计结构中正负引出端（引脚）位置较规则，例如，如图5所示，引出端设计为上正下负，则同一块复合母排的两侧均设计为上正下负，进而几块相连的复合母排均设计为上正下负。共用中间回路的第一个牵引逆变功
技术实现思路
1、本专利技术目的是提供一种电池动力机车牵引辅助变流器低电感中间主回路，通过复合母排结构设计，减小中间直流回路杂散电感。
2、本专利技术是采用如下技术方案实现的：
3、一种电池动力机车牵引辅助变流器低电感中间主回路，包括牵引逆变功率模块ⅰ、两个牵引支撑电容、牵引逆变功率模块ⅱ、辅助支撑电容、辅助逆变功率模块；所述牵引逆变功率模块ⅰ、两个牵引支撑电容、牵引逆变功率模块ⅱ、辅助支撑电容、辅助逆变功率模块从左到右依次相邻布置；所述牵引逆变功率模块ⅰ包括一组牵引逆变器及三路斩波控制器；牵引逆变功率模块ⅱ包括两组牵引逆变器；所述牵引逆变功率模块ⅰ上连接逆变母排ⅰ；两个牵引支撑电容上共连接一个中间母排；所述牵引逆变功率模块ⅱ上连接逆变母排ⅱ；所述辅助支撑电容和辅助逆变功率模块上共连接一个辅助母排；逆变母排ⅰ、中间母排、逆变母排ⅱ、辅助母排从左至右依次相连；同一块母排左侧正负引脚与右侧正负引脚上下相反；其中，逆变母排ⅰ向右伸出一组引脚，为上正下负；中间母排左侧引脚为上正下负，右侧引脚为上负下正；逆变母排ⅱ左侧引脚为上负下正，右侧引脚为上正下负；辅助母排向左伸出一组引脚，为上正下负，辅助母排向右伸出三相交流输出端子；即：牵引逆变功率模块ⅰ通过逆变母排ⅰ与中间母排左侧引出正负极引脚相连，牵引逆变功率模块ⅱ通过逆变母排ⅱ与中间母排右侧引出正负极引脚相连，辅助母排通过左侧正负极引脚与逆变母排ⅱ右侧正负极引脚直接相连。
4、本专利技术中牵引辅助变流器将中间回路功率模块及支撑电容呈“一”字形布局，两个牵引逆变功率模块分别布置在牵引支撑电容的两侧，将辅助支撑电容就近设置在一个牵引逆变功率模块右侧，将辅助逆变功率模块设置在辅助支撑电容的右侧，减少功率模块与支撑电容之间的距离。
5、进一步优选地，牵引逆变功率模块ⅰ中一组牵引逆变器和三路斩波控制器的功率器件布置在同一个水冷基板上，牵引逆变功率模块ⅰ中通过设置复合母排实现一组牵引逆变器的输入输出回路功能以及三路斩波输出，即：中间直流回路电源通过该复合母排的正负连接点与功率模块前端的正负端子相连实现输入，功率模块后端为一组三相交流输出端子及三个斩波输出端子。
6、进一步优选地，牵引逆变功率模块ⅱ中两组牵引逆变器的功率器件布置在同一个水冷基板上，牵引逆变功率模块ⅱ中通过设置复合母排实现两组独立的输入输出回路功能，即：中间直流回路电源通过该复合母排的正负连接点与功率模块前端的正负端子相连实现输入，功率模块后端为两组独立的三相交流输出的端子。
7、进一步优选地，逆变母排ⅰ、中间母排、逆变母排ⅱ、辅助母排均采用层叠式结构，主体为三层结构，包括正极铜板两侧分别粘贴绝缘膜形成的正极板、负极铜板两侧分别粘贴绝缘膜形成的负极板、正负极板之间的绝缘板。
8、进一步优选地，所述绝缘板与正、负极板之间采用粘接方式进行连接；正、负极板的绝缘膜在铜板的周围进行压合封边，除引脚外其它区域铜板不外露。
9、进一步优选地，逆变母排ⅰ、逆变母排ⅱ、辅助母排的正、负极板与功率模块进行电气连接的接触面在同一个平面上；负极板上直接设置负极安装孔与功率模块的负端子进行电气连接，正极板上对应负端子连接的孔位开避让孔，并且在避让孔内嵌绝缘环，实现正极板与负极板及负极电连接螺栓的绝缘；同理，正极板上设置正极安装孔，且通过焊接过渡铜柱使电接触面与负极板在同一平面内，实现与功率模块的正端子进行电气连接，负极板上对应正端子连接的孔位开避让孔，并且在避让孔内嵌绝缘环，实现负极板与正极板及正极电连接螺栓的绝缘。
10、进一步优选地，所述引脚垂直于母排主体平面；每个引脚均采用双点固定连接，即每个引脚均通过两组紧固件与相邻母排的对应引脚相连，每个引脚的两个固定连接孔均为长圆孔。
11、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：
12、1、本专利技术通过三块复合母排将两个牵引逆变功率模块分别与牵引支撑电容进行连接，采用一块复合母排将辅助逆变功率模块与辅助支撑电容连接并将辅助复合母排与相邻一组牵引逆变功率模块复合母排直接相连，整个中间回路均采用复合母排进行连接，不额外增加连接铜排或线缆，从而减小整个中间回路的杂散电感值。
13、2、本专利技术在单块复合母排设计中，将正负端子交叉分布，打破了原有的正负端子引出分布方案。用正负端子交叉分布的方案可以增大母排内部正负电流路径重合区域，母排正负极板电流产生的磁场会更多的抵消，从而减小单块复合母排及整套复合母排连接后的杂散电感。
14、应用时，一种电池动力机车牵引辅助变流器，布局为三层结构，具体为：第一层为高压接口区域，第二层为中间直流主回路区域，第三层为低压电器区域及高压部件区域。所述高压接口区域包括高压接口及各输入输出回路电流传感器、熔断器、断路器；所述中间直流主回路区域包括上述的低电感中间主回路；所述低压电器区域及高压部件区域包括控制单元、低压部件、开关部件、中间电压检测及接地检测单元。
15、本专利技术方案的牵引辅助变流器通过功率器件模块化设计方案及合理的部件布局设计，优化电气连本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电池动力机车牵引辅助变流器低电感中间主回路，其特征在于：包括牵引逆变功率模块Ⅰ（201）、两个牵引支撑电容（202）、牵引逆变功率模块Ⅱ（203）、辅助支撑电容（204）、辅助逆变功率模块（205）；
2.根据权利要求1所述的一种电池动力机车牵引辅助变流器低电感中间主回路，其特征在于：牵引逆变功率模块Ⅰ（201）中一组牵引逆变器和三路斩波控制器的功率器件布置在同一个水冷基板上，牵引逆变功率模块Ⅰ（201）中通过设置复合母排实现一组牵引逆变器的输入输出回路功能以及三路斩波输出，即：中间直流回路电源通过该复合母排的正负连接点与功率模块前端的正负端子相连实现输入，功率模块后端为一组三相交流输出端子及三个斩波输出端子。
3.根据权利要求2所述的一种电池动力机车牵引辅助变流器低电感中间主回路，其特征在于：牵引逆变功率模块Ⅱ（203）中两组牵引逆变器的功率器件布置在同一个水冷基板上，牵引逆变功率模块Ⅱ（203）中通过设置复合母排实现两组独立的输入输出回路功能，即：中间直流回路电源通过该复合母排的正负连接点与功率模块前端的正负端子相连实现输入，功率模块后端为两组
4.根据权利要求3所述的一种电池动力机车牵引辅助变流器低电感中间主回路，其特征在于：逆变母排Ⅰ（206）、中间母排（207）、逆变母排Ⅱ（208）、辅助母排（209）均采用层叠式结构，主体为三层结构，包括正极铜板两侧分别粘贴绝缘膜形成的正极板（210）、负极铜板两侧分别粘贴绝缘膜形成的负极板（211）、正负极板之间的绝缘板（212）。
5.根据权利要求4所述的一种电池动力机车牵引辅助变流器低电感中间主回路，其特征在于：所述绝缘板（212）与正、负极板（210、211）之间采用粘接方式进行连接；正、负极板（210、211）的绝缘膜在铜板的周围进行压合封边，除引脚外其它区域铜板不外露。
6.根据权利要求5所述的一种电池动力机车牵引辅助变流器低电感中间主回路，其特征在于：逆变母排Ⅰ（206）、逆变母排Ⅱ（208）、辅助母排（209）的正、负极板与功率模块进行电气连接的接触面在同一个平面上；负极板（211）上直接设置负极安装孔（214）与功率模块的负端子进行电气连接，正极板（210）上对应负端子连接的孔位开避让孔，并且在避让孔内嵌绝缘环（215），实现正极板（210）与负极板（211）及负极电连接螺栓的绝缘；同理，正极板（210）上设置正极安装孔（213），且通过焊接过渡铜柱（216）使电接触面与负极板（211）在同一平面内，实现与功率模块的正端子进行电气连接，负极板（211）上对应正端子连接的孔位开避让孔，并且在避让孔内嵌绝缘环（215），实现负极板（211）与正极板（210）及正极电连接螺栓的绝缘。
7.根据权利要求6所述的一种电池动力机车牵引辅助变流器低电感中间主回路，其特征在于：所述引脚垂直于母排主体平面；每个引脚均采用双点固定连接，即每个引脚均通过两组紧固件与相邻母排的对应引脚相连，每个引脚的两个固定连接孔（219）均为长圆孔。
8.根据权利要求7所述的一种电池动力机车牵引辅助变流器低电感中间主回路，其特征在于：相邻两个母排的连接引脚上的长圆孔设置为垂直方向。
9.一种电池动力机车牵引辅助变流器，其特征在于：布局为三层结构，具体为：第一层为高压接口区域（100），第二层为中间直流主回路区域（200），第三层为低压电器区域（300）及高压部件区域（400）；
10.根据权利要求9所述的一种电池动力机车牵引辅助变流器，其特征在于：所述逆变母排Ⅱ（208）向右的引脚穿过变流器柜体（500）的竖梁（501）。
...【技术特征摘要】
1.一种电池动力机车牵引辅助变流器低电感中间主回路，其特征在于：包括牵引逆变功率模块ⅰ（201）、两个牵引支撑电容（202）、牵引逆变功率模块ⅱ（203）、辅助支撑电容（204）、辅助逆变功率模块（205）；
2.根据权利要求1所述的一种电池动力机车牵引辅助变流器低电感中间主回路，其特征在于：牵引逆变功率模块ⅰ（201）中一组牵引逆变器和三路斩波控制器的功率器件布置在同一个水冷基板上，牵引逆变功率模块ⅰ（201）中通过设置复合母排实现一组牵引逆变器的输入输出回路功能以及三路斩波输出，即：中间直流回路电源通过该复合母排的正负连接点与功率模块前端的正负端子相连实现输入，功率模块后端为一组三相交流输出端子及三个斩波输出端子。
3.根据权利要求2所述的一种电池动力机车牵引辅助变流器低电感中间主回路，其特征在于：牵引逆变功率模块ⅱ（203）中两组牵引逆变器的功率器件布置在同一个水冷基板上，牵引逆变功率模块ⅱ（203）中通过设置复合母排实现两组独立的输入输出回路功能，即：中间直流回路电源通过该复合母排的正负连接点与功率模块前端的正负端子相连实现输入，功率模块后端为两组独立的三相交流输出的端子。
4.根据权利要求3所述的一种电池动力机车牵引辅助变流器低电感中间主回路，其特征在于：逆变母排ⅰ（206）、中间母排（207）、逆变母排ⅱ（208）、辅助母排（209）均采用层叠式结构，主体为三层结构，包括正极铜板两侧分别粘贴绝缘膜形成的正极板（210）、负极铜板两侧分别粘贴绝缘膜形成的负极板（211）、正负极板之间的绝缘板（212）。
5.根据权利要求4所述的一种电池动力机车牵引辅助变流器低电感中间主回路，其特征在于：所述绝缘板（212）与正、负极板（210、211）之间采用粘接方式进行连接；正、负极板（210、211）...
【专利技术属性】
技术研发人员：马连凤，高升，田鹏刚，李晓莉，胡明庆，
申请(专利权)人：中车永济电机有限公司，
类型：发明
国别省市：
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