[發(fā)明專利]適用于電力機車變流器的簡統(tǒng)化支撐電容組件

有效

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• 申請日: 2020-12-04
• 公開（公告）號: CN112490003B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設計）人: 張丹;沈培富;楊璐;李巖;張彩霞
• 申請（專利權）人: 中車永濟電機有限公司
• 主分類號: H01G4/33
• 分類號: H01G4/33;H01G4/38;H01G4/228;H02M1/00
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

本發(fā)明涉及電力機車變流器內支撐電容，具體為適用于電力機車變流器的簡統(tǒng)化支撐電容組件。解決現(xiàn)有技術存在的問題，通過對支撐電容的容值、電壓、外形尺寸、結構以及布局結構的簡統(tǒng)化而具有一定的通用性，可應用在不同功率、電壓的電力機車變流器上，減少了電容種類，提高了產(chǎn)品可靠性和降低了成本；適用于不同變流器結構安裝方式。包括多個并排的單體支撐電容，每個單體支撐電容的容值、外形尺寸、結構、電壓等級相同；單體支撐電容的容值簡統(tǒng)為2mF；單體支撐電容的結構簡統(tǒng)為干式無殼電容；單體支撐電容的電壓等級為2000V和4000V；多個單體支撐電容的同極端子依次上、下位置交錯或前、后位置交錯或左右位置交錯。

技術領域

本發(fā)明涉及電力機車變流器內的電容，特別是支撐電容，具體為適用于電力機車變流器的簡統(tǒng)化支撐電容組件。

背景技術

變流器是電力電子技術發(fā)展的重要產(chǎn)品，直流支撐電容是變流器的基礎核心部件。近年來軌道交通變流器廣泛采用金屬化薄膜的支撐電容器，其作用是穩(wěn)定中間直流電壓。支撐電容的選取主要根據(jù)直流工作電壓允許的波動范圍及其正常工作所允許的諧波電流確定。因為牽引變流器的拓撲結構多種（如圖1所示，簡統(tǒng)化為一整一逆獨立中間回路、二整二逆共中間回路、二整三逆共中間回路及三整三逆共中間回路四種主電路，并分為有二次濾波回路、無二次濾波回路兩種情況），每種拓撲結構的控制方式、功率、電壓不同，導致支撐電容的容值和電壓也不同。每種拓撲結構需要重新設計電容，都需要重新設計膜具，導致增加產(chǎn)品的成本，采用新設計的電容，需要重新做型式試驗以保證產(chǎn)品可靠性，進一步增加了產(chǎn)品的成本。

不同的總容值和電壓要求致使支撐電容外形尺寸和單體數(shù)量不同，導致變流柜結構布局不同，不同電容布局導致系統(tǒng)雜散電感不同，引起支撐電容發(fā)生電流諧振現(xiàn)象和IGBT關斷電壓過高，并且增加設計成本。

發(fā)明內容

本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術存在的上述問題，提供一種適用于電力機車變流器的簡統(tǒng)化支撐電容組件。該電容組件通過對支撐電容的容值、電壓、外形尺寸、結構以及布局結構的簡統(tǒng)化而具有一定的通用性，適用于不同主電路、功率和電壓下的電力機車變流器上，減少了電容種類，提高了產(chǎn)品可靠性和降低了成本；適用于不同變流器結構安裝方式，從而可以靈活安裝在不同變流柜子中。

本發(fā)明是采用如下技術方案實現(xiàn)的：適用于電力機車變流器的簡統(tǒng)化支撐電容組件，包括多個并排且并聯(lián)的單體支撐電容，每個單體支撐電容的容值、外形尺寸、結構、電壓等級相同；

單體支撐電容的容值簡統(tǒng)為2mF；

單體支撐電容的結構簡統(tǒng)為干式無殼電容。現(xiàn)有電力機車變流器上的支撐電容結構分為：油浸式電容，干式有殼電容，干式無殼電容，由于油浸式電容存在漏油現(xiàn)象的，并且油式結構電容發(fā)生故障時，漏液，不阻燃，對周圍器件也有可能造成損壞；干式電容發(fā)生故障時，泄露物質為阻燃物質，不會對周圍器件產(chǎn)生破壞，從安全性角度來說，電容器結構設計以干式安全膜結構為主。有殼電容單位體積比無殼電容重，考慮到安全性和輕量化，電容的結構簡統(tǒng)為干式無殼電容。

單體支撐電容的電壓等級為1800V或3600V。電力機車變流器按照中間直流電壓等級分類，分別是1800V、2800V及3600V。根據(jù)現(xiàn)有電力機車變流器未來產(chǎn)品趨勢以及電容工作電壓一般低于電容本身的標稱電壓，一般取值系統(tǒng)工作額定電壓Un的1.1~1.2倍，將支撐電容簡統(tǒng)化為2000V或4000V兩種中間電壓等級。