[發明專利]大功率交流傳動內燃機車的一體式電氣控制柜

在審

• 申請號: 201710595603.4
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN107182192A
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發明（設計）人: 李勇斌;武彩生;李國鋒;周國卷;張譯文;趙方
• 申請（專利權）人: 中車永濟電機有限公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20;H05K9/00
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙)14100
• 代理人: 朱源

技術領域

本發明涉及內燃機車的電氣控制柜，具體為大功率交流傳動內燃機車的一體式電氣控制柜。

背景技術

大功率內燃機車對于鐵路運輸的發展及其重要，隨著交流電傳動技術的發展和普及，交流電傳動技術已在新型內燃機車的傳動系統中得到應用。

現有機車電氣控制柜通常有兩種方式：

分體式一：分為，微機控制柜、低壓控制柜、高壓控制柜。

分體式二：分為微機控制柜、高低壓一體控制柜。

大功率交流傳動內燃機車由于受機車界限尺寸限制，（4500HP的）大功率柴油機及其冷卻系統，大功率的牽引逆變器和電阻制動系統以及機車輔助系統的電氣與機械裝置龐大而復雜，造成機車電氣和機械布局空間不足經常為了搶空間而造成的尷尬局面。因此，分體式的電氣控制柜無法適應大功率交流傳動內燃機車。為此需研制一體式的電氣控制柜，而一體式電氣控制柜在其電氣系統空間緊湊的同時，其功率部件的冷卻，以及電磁兼容(EMI和EMC)成為電氣控制系統設計的重點和難點。

發明內容

本發明解決大功率交流傳動內燃機車的一體式電氣控制柜在功率部件冷卻，以及電磁兼容設計上存在的問題，提供一種大功率交流傳動內燃機車的一體式電氣控制柜，該一體式電氣控制柜通過冷卻結構、電磁兼容的獨特設計，使滿足使用要求的一體式電氣控制柜得以實現。

本發明是采用如下技術方案實現的：大功率交流傳動內燃機車的一體式電氣控制柜，包括柜體和柜體內的電氣系統；柜體內設有冷卻風道，冷卻風道的上、下端口分別位于柜體的上、下端面；電氣系統中需強迫風冷的功率部件安裝在冷卻風道上，并且使功率部件的散熱器嵌入冷卻風道內部。冷卻風道的設置在保證冷卻效果的前提下極大地縮小了冷卻空間，為電氣控制柜的一體化提供了條件。

柜體分成左部、中部和右部，所述的冷卻風道置于柜體的中部后壁。

電氣系統由微機控制系統、低壓端子、輔助中壓控制系統、控制電器、輔助中壓端子、高壓電器和高壓端子構成；微機控制系統設置于柜體左部的中間區域；低壓端子設置于柜體左部的下層區域；輔助中壓控制系統中需強迫風冷的功率部件安裝在冷卻風道上部，功率部件的散熱器嵌入冷卻風道內部；控制電器設置于柜體右部的上層區域；輔助中壓端子設置于柜體右部的中下右側區域；高壓電器和高壓端子設置于柜體右部的中下左側區域。

本發明通過冷卻風道的設置在保證冷卻效果的前提下極大地縮小了冷卻空間，為電氣控制柜的一體化提供了條件。通過對電氣控制柜內的電氣系統各構成部分的合理布局兼顧了電磁兼容性，同時更好地實現了電氣系統空間緊湊，為電氣控制柜的一體化創造了條件。

附圖說明

圖1為本發明所述電氣控制柜的柜體結構示意圖；

圖2為冷卻風道的結構示意圖；

圖3為本發明所述電氣控制柜的主視圖；

圖4為圖3的左視圖；

圖5為圖3的右視圖。

圖中：1－冷卻風道。

具體實施方式

大功率交流傳動內燃機車的一體式電氣控制柜，包括柜體和柜體內的電氣系統；柜體內設有冷卻風道1，冷卻風道1的上、下端口分別位于柜體的上、下端面；電氣系統中需強迫風冷的功率部件安裝在冷卻風道1上，并且使功率部件的散熱器嵌入冷卻風道內部。柜體分成左部、中部和右部，所述的冷卻風道1為偏四棱柱體并置于柜體的中部后壁。使用時冷卻風道1的下端口與機車上的進風管相連接。柜體由主梁和支梁構成的框架，以及框架外部柜門和蒙皮構成；主梁為5mm冷軋鋼板U型折彎滿焊接結構，支梁為4mm冷軋鋼板L型折彎焊接結構，柜門及蒙皮采用1.5mm冷軋鋼板成型分段焊接。冷卻風道1采用4mm冷軋鋼板L型折彎焊接成型，外部1.5mm成型風道后分段焊接成型，并用金屬膠密封。

電氣系統由微機控制系統、低壓端子、輔助中壓控制系統、控制電器、輔助中壓端子、高壓電器和高壓端子構成。

微機控制系統設置于柜體左部的中間區域（如圖4所示）。微機控制系統是機車牽引控制和整車控制的核心，由牽引控制單元（TCU1、TCU2），整車控制單元（LCU1、LCU2），電源分配板、G74D15S200G01型IGBT驅動電源、電源變換裝置、二極管控制面板組成。使機車的核心控制區域遠離高壓和輔助系統高頻區，并且采用金屬護罩屏蔽，實現良好屏蔽。