[發明專利]一種內燃機車整流斬波相功率模塊

在審

• 申請號: 201711386728.2
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN107919804A
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 陳彥肖;劉志敏;楊春宇;趙國鵬;梁杰
• 申請（專利權）人: 西安中車永電電氣有限公司
• 主分類號: H02M7/06
• 分類號: H02M7/06;H02M3/155;H02M7/00;H05K7/20;B60L11/08
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于內燃機車技術領域，涉及一種功率模塊，尤其是一種應用于內燃調車機車牽引電傳動系統的內燃機車整流斬波相功率模塊。

背景技術

內燃機車交流電傳動系統工作時，柴油機拖動主發電機，TCMS控制主發電機勵磁電流，使其根據柴油機轉速輸出三相交流電壓，然后供給牽引變流器，牽引變流器輸出的三相交流電壓供給同一轉向架上的牽引電機，按照“牽引主發電機—牽引變流器—三相交流電機負載”的形式完成牽引控制。而牽引變流器通常采用“三相整流模塊+制動斬波模塊+三相逆變模塊”的電路結構完成整個變流系統的功能變換。

現有技術中，在牽引系統中功率模塊功能單一，電路結構復雜：由于牽引變流系統既要完成整流功能，又要完成逆變與斬波功能，在功率模塊設計時會有兩種或三種功能的功率模塊，用于電路連接的復合母排也會有兩種或三種類型。這不但給功率模塊帶來較多的設計成本和材料成本，而且造成相對復雜的電路結構連接。并且三相整流模塊做為一個整體結構，六支二極管同時散熱，模塊溫升較高，存在燒損風險。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種內燃機車整流斬波相功率模塊。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

這種內燃機車整流斬波相功率模塊，包括整流斬波相模塊主電路，以及整流斬波相模塊所在內燃調車機車牽引電傳動系統主電路。牽引電傳動系統主電路包含主發電機、整流斬波相功率模塊、三相逆變功率模塊以及牽引電機等；每個整流斬波相功率模塊主電路包括一組單相整流橋臂和一個斬波支路；三個整流斬波相功率模塊共同搭接在主電路的直流母線上，三組單相整流橋臂組合完成三相整流功能，三個斬波支路并聯完成直流斬波功能。

進一步的，組成所述功率模塊電路的各器件安裝在風冷散熱器的表面，所述風冷散熱器采用強迫風冷的散熱方式，每個整流斬波相功率模塊擁有獨立的風道。

進一步，上述風冷散熱器的表面安裝有第一二極管、第二二極管、第一IGBT和第二IGBT；在風冷散熱器的表面還安裝有溫度傳感器；所述第一二極管和第二二極管構成單相整流電路，所述第一IGBT和第二IGBT構成斬波電路；所述第一IGBT為斬波電路的上橋臂，在第一IGBT上安裝有用以電路過壓時保護器件不被燒損的配置版，所述第二IGBT為斬波電路的下橋臂。

進一步，上述風冷散熱器的表面側邊分別安裝有左框架、右框架和支撐板；所述左框架與右框架的上方由上框架進行搭接；所述第一二極管、第二二極管、第一IGBT和第二IGBT的電氣連接端子通過能夠實現整流斬波電路輸入與輸出的復合母排進行電氣連接；所述支撐板上面安裝有絕緣支撐座。

進一步，上述絕緣支撐座為DMC層壓板，在絕緣支撐座上設置有方形槽，在方形槽內裝有用于復合母排機械支撐及對外部電氣連接緊固的方形活動螺母。

進一步，上述絕緣支撐座的方形槽底部設置有一圓形沉孔，所述圓形沉孔為盲孔；所述復合母排端部與外部銅排搭接后，通過螺栓緊固到方形活動螺母上。

進一步，上述方形螺母與方形槽之間裝配后各個匹配面之間留有活動間隙，用于調整外部銅排與復合母排的安裝。

進一步，以上在左框架和右框架上安裝有屏蔽支撐板，所述屏蔽支撐板通過絕緣墊柱安裝有驅動板；所述屏蔽支撐板位于復合母排和驅動板之間；所述屏蔽支撐板由鋁合金板雙面熱敷絕緣膜復合而成，在屏蔽支撐板邊緣的金屬部分裸露，并與框架搭接進行接地保護。

進一步，在以上左框架和右框架的側面安裝有防塵保護板，所述右框架的側面還安裝有用于驅動板電源供給的低壓電源連接器；最上方還安裝有用于各框架之間機械連接的蓋板，所述蓋板上開有用于外部光纖信號與驅動板傳送的方形孔；所述左框架、右框架、上框架和蓋板組成功率模塊的主框架；所述主框架通過長螺桿與變流柜進行機械安裝。

進一步，上述主框架通過四個長螺桿與變流柜進行機械安裝，四個長螺桿根據重心分布在功率模塊的四個角落位置；所述左框架、右框架和風冷散熱器分別開有用于長螺桿穿過風冷散熱器與變流柜安裝的通孔。

本發明具有以下有益效果：