CN104539218A - 牵引变流器 - Google Patents

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夏文杰
袁文烨
许义景
刘海涛
陈超录
陈文光
张毓福
林文彪
范荣辉
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Abstract

本申请提供了一种牵引变流器，包括：柜体，和位于柜体内的预充电电路、直流电路、牵引逆变器、充电机、直流风机和逆变控制模块；所述直流电路的输入端与所述预充电电路的输出端相连接；所述牵引逆变器的输入端与所述直流电路的输出端相连接，所述牵引逆变器的输出端连接电机负载；所述充电机集成于牵引变流器中，所述充电机的输入端通过第一接触器与所述直流电路相连接，所述充电机由所述直流电路供电，所述充电机的输出端连接负载；所述直流风机的输入端通过第二接触器与所述直流电路相连接；所述逆变控制模块分别与所述牵引逆变器、所述充电机和所述预充电电路相连接。降低了牵引变流器的故障率，提高了***的可靠性，能够保证车辆的正常运营。

Description

牵引变流器
技术领域
本申请涉及交通领域，特别涉及一种牵引变流器。
背景技术
随着技术的发展，人们对牵引变流器的要求越来越高。
现有城轨牵引变流器一般由交流风机散热，交流风机必须由外部3AC380V辅助电源供电，而3AC380V辅助电源电路结构复杂，体积重量较大，价格较昂贵，并且受负载影响大容易过载自动保护，使整个负载***断电，进而影响到车辆正常运营。
因此，如何提高牵引***的可靠性，降低故障率，保证车辆的正常运营是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本申请所要解决的技术问题是提供一种牵引变流器，解决了现有技术中交流风机必须由外部3AC380V辅助电源供电，而3AC380V辅助电源电路结构复杂，体积重量较大，价格较昂贵，并且受负载影响大容易过载自动保护，使整个负载***断电，进而影响到车辆正常运营的问题。其具体方案如下：
一种牵引变流器，包括：
柜体，和位于所述柜体内的预充电电路、直流电路、牵引逆变器、充电机、直流风机和逆变控制模块；
所述直流电路的输入端与所述预充电电路的输出端相连接，所述预充电电路为所述直流电路进行预充电；
所述牵引逆变器的输入端与所述直流电路的输出端相连接，所述牵引逆变器的输出端连接电机负载，所述牵引逆变器将所述直流电路输出的直流电转换成交流电，驱动所述电机负载工作；
所述充电机集成于牵引变流器中，所述充电机的输入端通过第一接触器与所述直流电路相连接，所述充电机由所述直流电路供电，所述充电机的输出端连接负载；
所述直流风机的输入端通过第二接触器与所述直流电路相连接，所述直流风机由所述直流电路输出的直流电压供电，所述直流风机进行所述牵引变流器的散热冷却；
所述逆变控制模块分别与所述牵引逆变器、所述充电机和所述预充电电路相连接。
上述的牵引变流器，优选的，所述直流电路包括：
电容和电抗器；
所述预充电电路为所述直流电路中的所述电容进行预充电，所述电抗器用于稳压。
上述的牵引变流器，优选的，还包括：
位于所述牵引变流器内部的隔板，所述隔板中部具有风道；
所述电抗器、所述直流风机和所述充电机位于所述隔板的一侧，所述直流风机位于所述电抗器和所述充电机的中部；
所述电抗器处和所述充电机处各有一个出风口风道；
所述牵引逆变器位于所述隔板的另一侧，所述牵引逆变器位于所述直流风机的下方，进风口风道的上方；
所述牵引逆变器、所述直流风机、所述电抗器和所述充电机构成T字形结构；
所述直流风机从所述进风口风道吸入冷风，并从所述出风口风道进行散热。
上述的牵引变流器，优选的，所述牵引逆变器包括：
斩波电路和DC/AC逆变电路；
所述斩波电路的第一输出端连接所述DC/AC逆变电路的输入端；
所述斩波电路的第二输出端连接制动电阻。
上述的牵引变流器，优选的，所述充电机包括：
高频DC/DC变换电路和LC滤波电路；
所述高频DC/DC变换电路的输出端连接所述LC滤波电路的输入端；
所述高频DC/DC变换电路对所述充电机的电流进行高频隔离及降压；
所述LC滤波电路对经过所述高频DC/DC变换电路高频隔离及降压后的电流进行滤波整流。
上述的牵引变流器，优选的，所述充电机为DC24V充电机。
上述的牵引变流器，优选的，所述充电机为DC110V充电机。
上述的牵引变流器，优选的，还包括：
电源板，所述电源板为所述逆变控制模块供电。
本申请提供的一种牵引变流器中，利用直流风机进行牵引变流器的散热冷却，所述直流风机利用直流电路直接供电，不再需要外部辅助电源供电，使得整车电气***不再需要3AC380V辅助电源，也就消除了3AC380V辅助电源过载保护而使牵引风机掉电的风险，进而降低了牵引变流器的故障率，提高了***的可靠性，能够保证车辆的正常运营，此外，将充电机集成在牵引变流器中，所述充电机与所述直流电路相连接，利用牵引变流器中的直流电路直接供电，省去了充电机内部的预充电电路及中间直流电路，简化了充电机的主电路，使得牵引变流器的体积更小，重量更轻。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请的一种牵引变流器的主电路结构示意图；
图2是本申请的一种牵引变流器的俯视图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
参见图1和图2，图1示出了本申请一种牵引变流器的主电路结构示意图，图2示出了本申请一种牵引变流器的俯视图。
在本实施例中，该***包括：
柜体，和位于所述柜体内的预充电电路101、直流电路102、牵引逆变器103、充电机104、直流风机105和逆变控制模块106。
所述直流电路102的输入端与所述预充电电路101的输出端相连接，所述预充电电路101为所述直流电路102进行预充电。
所述牵引逆变器103的输入端与所述直流电路102的输出端相连接，所述牵引逆变器103的输出端连接电机负载，所述牵引逆变器103将所述直流电路102输出的直流电转换成交流电，驱动所述电机负载工作；
所述充电机104集成于牵引变流器中，所述充电机104的输入端通过第一接触器与所述直流电路102相连接，所述充电机104由所述直流电路102供电，所述充电机104的输出端连接负载，此外，还给牵引变流器自身的逆变控制***供电。
所述充电机104直接从所述直流电路102取电，所述充电机104内部无预充电电路，优化了主电路，能够降低成本，减小设备体积及重量，减小***布线长度。
所述直流风机105的输入端通过第二接触器与所述直流电路102相连接，所述直流风机105由所述直流电路102输出的直流电压供电，所述直流风机105进行所述牵引变流器的散热冷却。
所述第一接触器和所述第二接触器均为常开接触器，在牵引变流器正常工作时，所述第一接触器和所述第二接触器闭合，在牵引变流器突然断电或故障时，所述第一接触器和所述第二接触器断开，可保护所述充电机104和所述直流风机105不受所述直流电路102冲击电流影响。
直流风机最大的特点是选配了直流电动机，直流风机通过输入直流电能，使直流电动机旋转以带动风机叶轮旋转，从而实现直流电能向机械能转换过程。
本申请中利用直流牵引风机代替交流牵引风机，进行牵引变流器的散热冷却，该牵引变流器不需要外部辅助电源供电，从而使整车电气***去掉3AC380V辅助电源成为可能；由于直流风机直接从牵引变流器直流侧的DC750V或DC1500V得到稳定的直流电源，不需要外部3AC380V辅助电源供电，从而消除了3AC380V辅助电源过载保护而使牵引风机掉电的风险，进而降低了牵引变流器的故障率，解决了车载电气牵引***无3AC380V辅助电源情况下牵引变流器的散热问题。
所述牵引逆变器103、所述充电机104及所述直流风机105为并联关系，所述牵引逆变器103、所述充电机104及所述直流风机105共用预充电电路。
所述逆变控制模块106分别与所述牵引逆变器103、所述充电机104和所述预充电电路101相连接。
本申请中，所述直流电路102包括：
电容和电抗器107；所述预充电电路101为所述直流电路102中的所述电容进行预充电，所述电抗器107用于稳压。
本申请中，还包括：
位于所述牵引变流器内部的隔板，所述隔板中部具有风道。
所述电抗器107、所述直流风机105和所述充电机104位于所述隔板的一侧，所述直流风机105位于所述电抗器107和所述充电机104的中部，所述电抗器107处和所述充电机104处各有一个出风口风道；所述牵引逆变器103位于所述隔板的另一侧，所述牵引逆变器103位于所述直流风机105的下方，进风口风道的上方；所述牵引逆变器13、所述直流风机105、所述电抗器107和所述充电机104构成T字形结构；所述直流风机105从所述进风口风道吸入冷风，并从所述出风口风道进行散热。
牵引变流器是产生热量最多的模块，所有的风从进风口进入后都吹到牵引逆变器103底部散热片，然后再由直流风机105分开吹至电抗器107和充电机104，这样的结构能使作为核心器件的牵引逆变器103有足够的风量散热，能够提升变流器整体散热效果。
所述牵引逆变器103包括：
斩波电路和DC/AC逆变电路；
所述斩波电路的第一输出端连接所述DC/AC逆变电路的输入端；
所述斩波电路的第二输出端连接制动电阻。
所述充电机104包括：
高频DC/DC变换电路108和LC滤波电路109；
所述高频DC/DC变换电路108的输出端连接所述LC滤波电路109的输入端；
所述高频DC/DC变换电路108对所述充电机104的电流进行高频隔离及降压；
所述LC滤波电路109对经过所述高频DC/DC变换电路108高频隔离及降压后的电流进行滤波整流。
所述充电机104为DC24V充电机，或者所述充电机104为DC110V充电机。
本申请中，还包括：
电源板110，所述电源板110为所述逆变控制模块106供电。
本申请提供的一种牵引变流器中，利用直流风机进行牵引变流器的散热冷却，所述直流风机利用直流电路直接供电，不再需要外部辅助电源供电，使得整车电气***不再需要3AC380V辅助电源，也就消除了3AC380V辅助电源过载保护而使牵引风机掉电的风险，进而降低了牵引变流器的故障率，提高了***的可靠性，能够保证车辆的正常运营，此外，将充电机集成在牵引变流器中，所述充电机与所述直流电路相连接，利用牵引变流器中的直流电路直接供电，省去了充电机内部的预充电电路及中间直流电路，简化了充电机的主电路，使得牵引变流器的体积更小，重量更轻。
本申请中牵引变流器中的充电机除了与牵引逆变器共用一套预充电电路和直流电路以外，所述充电机还可以保留其原有的预充电电路和中间直流电路，所述充电机利用自己单独的预充电电路和中间直流电路供电，所述充电机和所述牵引逆变器各自用一套预充电电路和直流电路。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本申请所提供的一种牵引变流器进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (8)

1.一种牵引变流器，其特征在于，包括：
柜体，和位于所述柜体内的预充电电路、直流电路、牵引逆变器、充电机、直流风机和逆变控制模块；
所述直流电路的输入端与所述预充电电路的输出端相连接，所述预充电电路为所述直流电路进行预充电；
所述牵引逆变器的输入端与所述直流电路的输出端相连接，所述牵引逆变器的输出端连接电机负载，所述牵引逆变器将所述直流电路输出的直流电转换成交流电，驱动所述电机负载工作；
所述充电机集成于牵引变流器中，所述充电机的输入端通过第一接触器与所述直流电路相连接，所述充电机由所述直流电路供电，所述充电机的输出端连接负载；
所述直流风机的输入端通过第二接触器与所述直流电路相连接，所述直流风机由所述直流电路输出的直流电压供电，所述直流风机进行所述牵引变流器的散热冷却；
所述逆变控制模块分别与所述牵引逆变器、所述充电机和所述预充电电路相连接。
2.根据权利要求1所述的牵引变流器，其特征在于，所述直流电路包括：
电容和电抗器；
所述预充电电路为所述直流电路中的所述电容进行预充电，所述电抗器用于稳压。
3.根据权利要求2所述的牵引变流器，其特征在于，还包括：
位于所述牵引变流器内部的隔板，所述隔板中部具有风道；
所述电抗器、所述直流风机和所述充电机位于所述隔板的一侧，所述直流风机位于所述电抗器和所述充电机的中部；
所述电抗器处和所述充电机处各有一个出风口风道；
所述牵引逆变器位于所述隔板的另一侧，所述牵引逆变器位于所述直流风机的下方，进风口风道的上方；
所述牵引逆变器、所述直流风机、所述电抗器和所述充电机构成T字形结构；
所述直流风机从所述进风口风道吸入冷风，并从所述出风口风道进行散热。
4.根据权利要求1所述的牵引变流器，其特征在于，所述牵引逆变器包括：
斩波电路和DC/AC逆变电路；
所述斩波电路的第一输出端连接所述DC/AC逆变电路的输入端；
所述斩波电路的第二输出端连接制动电阻。
5.根据权利要求1所述的牵引变流器，其特征在于，所述充电机包括：
高频DC/DC变换电路和LC滤波电路；
所述高频DC/DC变换电路的输出端连接所述LC滤波电路的输入端；
所述高频DC/DC变换电路对所述充电机的电流进行高频隔离及降压；
所述LC滤波电路对经过所述高频DC/DC变换电路高频隔离及降压后的电流进行滤波整流。
6.根据权利要求1或5所述的牵引变流器，其特征在于，所述充电机为DC24V充电机。
7.根据权利要求1所述的牵引变流器，其特征在于，所述充电机为DC110V充电机。
8.根据权利要求1所述的牵引变流器，其特征在于，还包括：
电源板，所述电源板为所述逆变控制模块供电。
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