一種牽引變流裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種牽引變流裝置，其包括有箱體及設于該箱體之內的支架，箱體包括有前面板、后面板、左側板、右側板、上蓋板和底板，支架上由前面板至后面板方向形成有風道，箱體之內集成了高壓輸入組件、功率逆變單元、低壓控制單元和濾波電抗器，所以可直接將箱體固定在車輛上，安裝、維護過程簡單方便；同時，減小了各模塊之間的跨接電纜的長度，進一步節(jié)省了設備空間并提高了設備的可靠性；此外，只需一臺風機就能夠對箱體內發(fā)熱量較大的模塊進行散熱，從而實現(xiàn)了散熱系統(tǒng)的集成和統(tǒng)一，本實用新型通過對上述各組成模塊的熱量等級進行合理布局，使得流動空氣先對功率逆變單元進行散熱之后，再對濾波電抗器進行散熱，取得了好的散熱效果。
【專利說明】—種牽引變流裝置
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及變流裝置，尤其涉及一種應用于軌道車輛設備的牽引變流裝置。
【背景技術】
[0002]目前，隨著軌道交通技術的快速發(fā)展，牽引變流裝置廣泛應用于電力車輛以及安裝電傳動裝置的其他電動車輛的牽引主回路中，主要用于實現(xiàn)直流側和交流側的電能量轉換，并對各種牽引電動機起控制和調節(jié)作用。牽引變流裝置一般由高壓輸入組件、功率逆變單元等主電路設備和低壓控制單元等控制電路設備構成。在軌道交通技術不斷提高的當今，要求牽引變流器主要功能模塊容易拆卸和更換，節(jié)約安裝空間和成本，滿足輕量化和結構緊湊，并且散熱良好，同時，由于機車車輛在運行過程中受振動、沖擊及粉塵方面的影響，要求變流器結構強度高，內部器件以及整機抗振能力強，并且能夠滿足防塵的要求。
[0003]現(xiàn)有機車、地鐵上所運用的牽引變流裝置中，高壓輸入組件、功率逆變單元、濾波電抗器和低壓控制單元是相互獨立的，即上述各組成模塊自成一體，且各自帶有箱體結構。這種分散式結構設計容易導致以下缺陷:1、構成牽引變流裝置的模塊數(shù)量繁多，集成度低，安裝固定、拆卸維護工作繁瑣，布線困難；2、設備之間通過跨接電纜連接，增加了牽引變流裝置組裝后所占用的空間以及降低了電氣設備的可靠性；3、數(shù)量較多的箱體將造成牽引變流裝置過重，并且各組成部件分散在車體的不同位置，難以統(tǒng)一安裝散熱器和獨立散熱風道。
實用新型內容
[0004]本實用新型要解決的技術問題在于，針對現(xiàn)有技術的不足，提出一種牽引變流裝置，該牽引變流裝置中的高壓輸入組件、功率逆變單元、低壓控制單元和濾波電抗器均集成于箱體之內，使得整機具有較高的集成度，從而節(jié)省了設備空間，易于安裝維護和布線，降低了安全隱患，減輕了產品重量，同時，上述各組成模塊均通過風道內的風機進行散熱，實現(xiàn)了散熱系統(tǒng)的集成和統(tǒng)一。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案。
[0006]一種牽引變流裝置，其包括有箱體及設于該箱體之內的支架，箱體包括有前面板、后面板、左側板、右側板、上蓋板和底板，支架上固定有高壓輸入組件、功率逆變單元和低壓控制單元，該支架上由前面板至后面板方向形成有風道，高壓輸入組件位于風道與左側板之間，功率逆變單元和低壓控制單元位于風道與右側板之間，該右側板對應功率逆變單元而開設有進風口，風道之內固定有風機，風機的下端部設有風機入口，功率逆變單元的散熱器與風機入口相對設置，沿散熱空氣的流動方向且位于風道之內固定有濾波電抗器，底板對應濾波電抗器而開設有出風口。
[0007]優(yōu)選地，高壓輸入組件包括由前面板至后面板方向依次設置的高壓隔離模塊、高速斷路器和接觸器單元。
[0008]優(yōu)選地，功率逆變單元與前面板相鄰設置，低壓控制單元位于功率逆變單元與后面板之間，低壓控制單元包括有繼電器模塊、控制單元和電源濾波模塊，繼電器模塊與功率逆變單元相鄰設置，控制單元和電源濾波模塊位于繼電器模塊與后面板之間。
[0009]優(yōu)選地，風道內設置有吸音裝置。
[0010]優(yōu)選地，前面板和后面板上均設置有電氣端子。
[0011]優(yōu)選地，風機的上端部設有導風板，導風板位于風機遠離濾波電抗器的一側。
[0012]優(yōu)選地，導風板為弧形導風板。
[0013]優(yōu)選地，風道的拐角處設置有斜面導風板。
[0014]優(yōu)選地，風機為離心式風機。
[0015]優(yōu)選地，進風口處蓋合有空氣過濾器，空氣過濾器為百葉窗式過濾器。
[0016]本實用新型公開的牽引變流裝置中，高壓輸入組件、功率逆變單元、低壓控制單元和濾波電抗器均集成于箱體之內，并且在箱體內形成有風道。當風機運轉時，由于進風口與功率逆變單元相對設置，功率逆變單元的散熱器與風機入口相對設置，所以箱體外部的空氣可通過進風口進入箱體內部并產生流動空氣，該流動空氣帶走功率逆變單元的散熱器的熱量，之后在風機的驅使下進入風道并吹向濾波電抗器，使得濾波電抗器得以散熱，最后通過底板上的出風口而排出箱體之外。本實用新型相比現(xiàn)有技術而言的有益效果在于，由于箱體之內集成了高壓輸入組件、功率逆變單元、低壓控制單元和濾波電抗器，所以可直接將箱體固定在車輛上，安裝、維護過程簡單方便，并且減輕了產品重量；同時，減小了各模塊之間的跨接電纜的長度，進一步節(jié)省了設備空間并提高了設備的可靠性；此外，只需一臺風機就能夠對箱體內發(fā)熱量較大的模塊進行散熱，從而實現(xiàn)了散熱系統(tǒng)的集成和統(tǒng)一，通過對上述各組成模塊的熱量等級進行布局，使得流動空氣先對功率逆變單元進行散熱之后，再對濾波電抗器進行散熱，散熱過程更加合理、有效，并取得了好的散熱效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為牽引變流裝置的整體結構示意圖。
[0018]圖2為支架2的整體結構示意圖。
[0019]圖3為箱體內部結構示意圖。
[0020]圖4為風機與支架的連接關系示意圖。
[0021]圖5為風機的整體結構示意圖。
[0022]圖6為牽引變流裝置的電路框圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖和實施例對本實用新型作更加詳細的描述。
[0024]本實用新型公開了一種牽引變流裝置，結合圖1至圖5所示，其包括有箱體I及設于該箱體I之內的支架2,箱體I包括有前面板10、后面板11、左側板12、右側板13、上蓋板16和底板14，支架2上固定有高壓輸入組件3、功率逆變單元4和低壓控制單元5，該支架2上由前面板10至后面板11方向形成有風道20，高壓輸入組件3位于風道20與左側板12之間，功率逆變單元4和低壓控制單元5位于風道20與右側板13之間，該右側板13對應功率逆變單元4而開設有進風口 15，風道20之內固定有風機6，風機6的下端部設有風機入口 60，功率逆變單元4的散熱器與風機入口 60相對設置，沿散熱空氣的流動方向且位于風道20之內固定有濾波電抗器7，底板14對應濾波電抗器7而開設有出風ロ。
[0025]上述牽引變流裝置中，高壓輸入組件3、功率逆變單元4、低壓控制単元5和濾波電抗器7均集成于箱體I之內，所以，可直接將箱體I固定在車輛上，安裝、維護過程簡單方便；同時，減小了各模塊之間的跨接電纜的長度，進ー步節(jié)省了設備空間并提高了設備的可靠性；此外，風機6運轉吋，由于進風ロ 15與功率逆變單元4相對設置，功率逆變單元4的散熱器與風機入口 60相對設置，所以箱體I外部的空氣可通過進風ロ 15進入箱體I內部并產生流動空氣，該流動空氣帶走功率逆變單元4的散熱器的熱量，之后在風機6的驅使下進入風道20井吹向濾波電抗器7，使得濾波電抗器7得以散熱，最后通過底板14上的出風ロ而排出箱體I之外。上述散熱過程中，只需一臺風機6就能夠對箱體內發(fā)熱量較大的模塊進行散熱，從而實現(xiàn)了散熱系統(tǒng)的集成和統(tǒng)一。該牽引變流裝置中的高壓輸入組件3和低壓控制単元5的發(fā)熱量較低，二者可以自然散熱，功率逆變單元4的發(fā)熱量較高，濾波電抗器7的發(fā)熱量次之，所以，該牽引變流裝置根據(jù)上述各組成模塊的熱量等級進行合理布局，使得流動空氣先對功率逆變單元4進行散熱之后，再對濾波電抗器7進行散熱，從而取得了好的散熱效果。
[0026]關于高壓輸入組件3的具體結構，該高壓輸入組件3包括由前面板10至后面板11方向依次設置的高壓隔離模塊30、高速斷路器31和接觸器単元32，進ー步地，該接觸器單元32包括有線路接觸器、預充電接觸器和預充電電阻。上述各組成模塊與風道20之間設有隔板，在隔板的抵擋作用下，使流動空氣的方向得以控制。
[0027]本實施例中，功率逆變單元4與前面板10相鄰設置，低壓控制單元5位于功率逆變單元4與后面板11之間。關于低壓控制単元5的具體結構，該低壓控制単元5包括有繼電器模塊50、控制單元51和電源濾波模塊52，繼電器模塊50與功率逆變單元4相鄰設置，控制單兀51和電源濾波模塊52位于繼電器模塊50與后面板11之間，其中的繼電器模塊50、控制單元51和電源濾波模塊52均與風道20通過隔板分隔，在隔板的抵擋作用下，使流動空氣的方向得以控制。
[0028]為了減少風機6和濾波電抗器7在工作過程中所產生的工作噪音和電磁噪音，風道20內設置有吸音裝置。作為ー種優(yōu)選實施方式，可以在風道20的內壁鋪設吸音棉，但是在其他實施方式下，還可以在風道20之內設置其它具有吸收噪音功能的器材。
[0029]為了便于電氣連接，前面板10和后面板11上均設置有電氣端子，關于電氣端子的類型可參考如下方式:
[0030]方式一，前面板10上的電氣端子為輸入端子，后面板11上的電氣端子為輸出端子，該方式的優(yōu)點在于，輸入端子和輸出端子分開設置，使得牽引變流裝置的高壓端與低壓端相互隔離，從而更具可靠性和安全性。
[0031]方式ニ，前面板10上的電氣端子為高壓輸入、輸出端子，后面板11上的電氣端子為低壓輸入、輸出端子和連接器，其中的連接器用于將控制線路與外部線路連接，并有防誤插設置，從而避免因錯插或者誤插而造成安全隱患。
[0032]應當說明的是，上述兩種設置方式只是本實用新型較佳的實施例，并不用于限制本實用新型，在本實用新型的其他實施例中，輸入端子和輸出端子還可以根據(jù)實際應用而靈活地設置在前面板10或者后面板11。
[0033]結合圖1、圖3、圖4和圖5所不,風機6的上端部設有導風板61,導風板61位于風機6遠離濾波電抗器7的一側,該導風板61對流動空氣產生引導作用，使得風機6輸出的流動空氣均能夠吹向濾波電抗器7。
[0034]進一步地，為了減小導風板6對流動空氣的阻力，導風板6為弧形導風板，該弧形導風板相比豎直板等其他形狀的擋板而言，可減小對風速的影響。
[0035]由于箱體I內個組成模塊的形狀、大小不一，使得風道20之內存在拐角，為了避免風道20的拐角處影響流動空氣的速度和方向，風道20的拐角處設置有斜面導風板21。
[0036]由于功率逆變單元4的散熱器處于靠近底板14的位置，所以風機6需要將下方的空氣抽取上來，再吹向濾波電抗器7，之后由底板14上的出風口吹出，為了實現(xiàn)上述過程，本實施例中的風機6為離心式風機。但是在本實用新型的其他實施例中，風機6還可以是其他的具有同等驅動能力的風力設備。
[0037]為了對箱體I內作防塵處理，進風口 15處蓋合有空氣過濾器，空氣過濾器為百葉窗式過濾器，該空氣過濾器用于濾除空氣中的灰塵、微粒等物。
[0038]關于上述牽引變流裝置的電路原理，如圖6所示，高壓輸入電路100、直流中間高壓電路101、制動斬波電路102和逆變電路103依次串聯(lián)之后，輸出三相交流電壓至負載104，其中，高壓輸入電路100包括高壓隔離開關、高速斷路器、線路接觸器、預充電接觸器和預充電電阻；中間直流高壓電路101包括濾波電抗器、直流濾波電容器、電壓傳感器和放電電阻；制動斬波電路102包含制動斬波橋，其配合制動電阻而實現(xiàn)電阻制動或者剎車；逆變電路103包括有三相IGBT逆變橋。上述牽引變流裝置中，經受電弓受流輸入的DC1500V電壓引入高壓輸入電路100后，經預充電電路和濾波電抗器對濾波電容器充電，當其電壓充到一定電壓值時，閉合線路接觸器而短接預充電電阻，從而減少電容器的充電電流，降低對電容器的沖擊，延長電容的使用壽命；其中的高壓隔離開關具有隔離保護功能，當牽引變流裝置需要維修或放電時，將高壓隔離開關置于接地位，可實現(xiàn)功率模塊上濾波電容的快速放電；逆變電路103具體為IGBT兩電平三相橋式逆變電路，采用SVPWM控制方式將恒定的直流電轉換為可變電壓和頻率的交流電。
[0039]本實用新型公開的牽引變流裝置中，高壓輸入組件3、功率逆變單元4、低壓控制單元5和濾波電抗器7均集成于箱體之內，使得整機具有較高的集成度，從而節(jié)省了設備空間，易于安裝維護和布線，降低了安全隱患。同時，上述各組成模塊均通過風道20內的風機6進行散熱，實現(xiàn)了散熱系統(tǒng)的集成和統(tǒng)一。此外，箱體I內還通過弧形導風板和斜面導風板來減小風道20對流動空氣的速度和方向的影響，使得本實用新型具有更優(yōu)的散熱能力。
[0040]以上只是本實用新型較佳的實施例，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的技術范圍內所做的修改、等同替換或者改進等，均應包含在本實用新型所保護的范圍內。
【權利要求】
1.ー種牽引變流裝置，其特征在于，所述牽引變流裝置包括有箱體(1)及設于該箱體(I)之內的支架(2)，所述箱體(1)包括有前面板(10)、后面板(11)、左側板(12)、右側板(13)、上蓋板(16)和底板(14)，所述支架(2)上固定有高壓輸入組件(3)、功率逆變單元(4)和低壓控制単元(5)，該支架(2)上由前面板(10)至后面板(11)方向形成有風道(20)，所述高壓輸入組件(3)位于風道(20)與左側板(12)之間，所述功率逆變單元(4)和低壓控制單元(5)位于風道(20)與右側板(13)之間，該右側板(13)對應功率逆變單元(4)而開設有進風ロ(15)，所述風道(20)之內固定有風機(6)，風機(6)的下端部設有風機入口(60)，所述功率逆變單元(4)的散熱器與風機入口(60)相對設置，沿散熱空氣的流動方向且位于風道(20)之內固定有濾波電抗器(7)，所述底板(14)對應濾波電抗器(7)而開設有出風ロ。
2.如權利要求1所述的牽引變流裝置，其特征在于，所述高壓輸入組件(3)包括由前面板(10)至后面板(11)方向依次設置的高壓隔離模塊(30)、高速斷路器(31)和接觸器単元(32)。
3.如權利要求1所述的牽引變流裝置，其特征在于，所述功率逆變單元(4)與前面板(10)相鄰設置，所述低壓控制單元(5)位于功率逆變單元(4)與后面板(11)之間，所述低壓控制単元(5)包括有繼電器模塊(50)、控制單元(51)和電源濾波模塊(52)，所述繼電器模塊(50)與功率逆變單元(4)相鄰設置，所述控制単元(51)和電源濾波模塊(52)位于繼電器模塊(50)與后面板(11 )之間。
4.如權利要求1所述的牽引變流裝置，其特征在于，所述風道(20)內設置有吸音裝置。
5.如權利要求1所述的牽引變流裝置，其特征在于，所述前面板(10)和后面板(11)上均設置有電氣端子。
6.如權利要求1所述的牽引變流裝置，其特征在于，所述風機(6)的上端部設有導風板(61),所述導風板(61)位于風機(6)遠離濾波電抗器(7)的ー側。
7.如權利要求6所述的牽引變流裝置，其特征在于，所述導風板(6)為弧形導風板。
8.如權利要求1所述的牽引變流裝置，其特征在于，所述風道(20)的拐角處設置有斜面導風板(21)。
9.如權利要求1所述的牽引變流裝置，其特征在于，所述風機(6)為離心式風機。
10.如權利要求1所述的牽引變流裝置，其特征在于，所述進風ロ(15)處蓋合有空氣過濾器，所述空氣過濾器為百葉窗式過濾器。
【文檔編號】H05K7/20GK203387414SQ201320468027
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年8月1日 優(yōu)先權日:2013年8月1日
【發(fā)明者】吳能峰, 柳翔, 楊北輝, 李志輝, 何佳琪, 徐正國 申請人:深圳市英威騰交通技術有限公司