CN110855158A - 变流器模块及变流器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种变流器模块及变流器，包括再生可控电路、第一DC/DC转换电路、第二DC/DC转换电路、第一斩波电路、第二斩波电路、第一三相逆变电路及第二三相逆变电路依次并联连接。第一三相逆变电路用于向第一牵引电机进行供电，第二三相逆变电路用于向第二牵引电机供电，第一斩波电路及第二斩波电路均用于在变流器模块的中间直流电压过高时，消耗变流器模块的能量，以实现降低电压，从而能够使得变流器模块同时满足两个牵引机的供电需求。本发明提供的变流器模块及变流器，能够同时满足两个牵引电机的供电需求。

Description

变流器模块及变流器

技术领域

本发明涉及一种供电技术领域，尤其涉及一种变流器模块及变流器。

背景技术

随着交流传动技术的发展，IGBT变流器模块作为牵引变流器的一个重要部件，正在向模块化、系列化方向发展，应用IGBT变流器模块也日益广泛。国内有企业做过相关尝试，但因为技术不成熟等问题，与国外同类产品相比，存在较大差距。因此，IGBT变流器模块技术问题成为当前制约我国动车组发展的瓶颈之一。受功率半导体技术水平的限制以及IGBT串、并联技术的不完善，要想提高变流器模块的功率等级，就必须使用高压IGBT元件。现有的IGBT变流器模块都装有一个支撑电容，这样使得每个变流器模块都显得十分笨重，组装、拆卸以及维护都极不方便。

另外，受功率半导体技术水平的限制，以前研制的系列IGBT牵引变流器模块主要采用3300V或1700V的IGBT元件，对应的直流回路工作电压为1500V和750V，其应用的范围主要集中在动车组、地铁、磁浮等城轨领域。而铁路机车直流回路工作电压通常为2600V或更高，主要采用了GTO(Gate Turn Off Thyristor，可关断晶闸管)元件，也可采用多个IGBT元件串连或三点式电路，但这会增加变流器的复杂性，降低***的可靠性。

由于使用和发展时间不长，IGBT变流器模块还存在很多不完善的地方，就中大功率的IGBT变流器模块来说，目前国内普遍使用的情形是：

(1)模块化、通用化程度不高。用于交流传动牵引变流器一般分为四象限整流器和逆变器两类。没有进行模块化、通用化的考虑，产品是按照客户提供的尺寸单独设计的。由于两者电路结构和控制不同，因而一般两者不能互换或互换性较差；

(2)功率等级增加困难。受功率半导体技术水平的限制，以前研制的系列牵引变流器模块主要采用3300V或1700V的元件，对应中间直流回路的电压等级为1500V和750V。因此如要提高功率等级，就必须对元件进行串、并联使用，这样往往导致变流器的电路和结构上需要很大程度的改动；

(3)安装维修不方便。许多变流器由于结构设计缺乏模块化、方便性的考虑，给安装维修带来很大不便。常常为了要维修一个部件或元件而需拆卸很多别的部件或元件，这样除了工作量大以外，还给***的可靠性及整体寿命带来严重的影响。因为每拆卸一次，相应部件的可靠性都降低一些，如一般接插件的插拔次数是有规定的，超过此数目后该接插件将不再可靠；

(4)元件布局不合理，电气性能受到影响。由于一般变流器的模块化、集成化程度不高或元器件布置不合理，如没有采用低感母排或相关部件布置太远，造成布线电感或线路电感太大等，使整个变流器的电气性能受到了影响，从而不能充分发挥变流器的潜力；

(5)散热方式复杂或者不佳。目前大功率变流器使用较多的散热方式主要是水冷散热器，此类散热器虽然散热量大，效果好，但整个***制造工艺复杂，价格贵且容易出现漏水的情形。另一种散热方式就是热管散热器的走行风冷方式，原理是利用车行走时产生的风对散热器进行冷却或自然冷却。该方式散热效果较差，由于裸露在车体下面，受环境影响较大，需定期进行维护。再有一种散热方式就是强迫风冷，相对于其它散热方式，它的优点是散热器的设计相对简单，工艺难度较低，成本不高。该方式虽然不如水冷的好，但制造工艺相对来说简单得多，成本较低，也不需要为此设计专门的水循环及冷却***；相对走行风冷的热管散热器来说，除了散热器效果更好外，可靠性及可维护性也更好，受外界环境影响也小。

(6)变流器模块功能单一，需多种不同模块才能实现使用功能。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种变流器模块及变流器，能够同时满足两个牵引电机的供电需求，性能稳定。

本发明提供一种变流器模块，所述变流器模块包括再生可控电路、第一DC/DC转换电路、第二DC/DC转换电路、第一斩波电路、第二斩波电路、第一三相逆变电路及第二三相逆变电路；所述再生可控电路的第一接口与电网的正极连接，所述再生可控电路的第二接口与所述电网的负极连接，所述再生可控电路的第三接口与电源正极接口连接；所述第一DC/DC转换电路的第一接口与所述再生可控电路的第三接口连接，所述第一DC/DC转换电路的第二接口与所述再生可控电路的第二接口连接；所述第二DC/DC转换电路的第一接口与所述第一DC/DC转换电路的第一接口连接，所述第二DC/DC转换电路的第二接口与所述第一DC/DC转换电路的第二接口连接；所述第一斩波电路的第一接口及所述第二斩波电路的第一接口均与所述第二DC/DC转换电路的第一接口连接，所述第一斩波电路的第二接口及所述第二斩波电路的第二接口均与所述第二DC/DC转换电路的第二接口连接；所述第一三相逆变电路的第一接口与所述第一斩波电路的第一接口连接，所述第一三相逆变电路的第二接口与所述第一斩波电路的第二接口连接；所述第二三相逆变电路的第一接口与所述第二斩波电路的第一接口连接，所述第二三相逆变电路的第二接口与所述第二斩波电路的第二接口连接。

具体地，所述变流器模块还包括直流支撑电容，所述直流支撑电容的第一端与所述再生可控电路的第三接口连接，所述直流支撑电容的第二端与所述再生可控电路的第二接口连接。

具体地，所述变流器模块包括十二个IGBT器件，其中，所述第一斩波电路包括十二个IGBT器件中的第一IGBT器件，所述第一三相逆变电路包括十二个IGBT器件中的第二IGBT器件、第三IGBT器件及第四IGBT器件，所述第二斩波电路包括十二个IGBT器件中的第五IGBT器件，所述第二三相逆变电路包括十二个IGBT器件中的第六IGBT器件、第七IGBT器件及第八IGBT器件，所述再生可控电路包括十二个IGBT器件中的第九IGBT器件及第十IGBT器件，第一DC/DC转换电路包括十二个IGBT器件中的第十一IGBT器件，第二DC/DC转换电路包括十二个IGBT器件中的第十二IGBT器件。

具体地，所述变流器模块还包括第一电流传感器、第二电流传感器、第三电流传感器、第四电流传感器、第五电流传感器、第六电流传感器、第七电流传感器及第八电流传感器；所述第一电流传感器的第一端与所述第一三相逆变电路的第三接口连接，所述第一电流传感器的第二端与所述第一三相逆变电路的第一相输出端连接；所述第二电流传感器的第一端与所述第一三相逆变电路的第四接口连接，所述第二电流传感器的第二端与所述第一三相逆变电路的第二相输出端连接；所述第一三相逆变电路的第五接口与所述第一三相逆变电路的第三相输出端连接；所述第三电流传感器的第一端与所述第一斩波电路的第三接口连接，所述第三电流传感器的第二端与所述第一斩波电路的对外接口连接；所述第四电流传感器的第一端与所述第二三相逆变电路的第三接口连接，所述第四电流传感器的第二端与所述第二三相逆变电路的第一相输出端连接；所述第五电流传感器的第一端与所述第二三相逆变电路的第四接口连接，所述第五电流传感器的第二端与所述第二三相逆变电路的第二相输出端连接；所述第二三相逆变电路的第五接口与所述第二三相逆变电路的第三相输出端连接；所述第六电流传感器的第一端与所述第二斩波电路的第三接口连接，所述第六电流传感器的第二端与所述第二斩波电路的对外接口连接；所述第七电流传感器的第一端与所述第一DC/DC转换电路的第三接口连接，所述第七电流传感器的第二端与所述第一DC/DC转换电路的对外接口连接；所述第八电流传感器的第一端与所述第二DC/DC转换电路的第三接口连接，所述第八电流传感器的第二端与所述第二DC/DC转换电路的对外接口连接。

具体地，所述变流器模块还包括散热器、温度继电器、检测板及下层交流母排，多个IGBT器件阵列安装在所述散热器的端面上，所述温度继电器固定安装在所述散热器的端面上，所述检测板及所述下层交流母排均安装在所述IGBT器件上。

具体地，所述变流器模块还包括低感母排及上层交流母排，所述低感母排及所述上层交流母排均安装在所述IGBT器件上，且所述低感母排位于所述IGBT器件的上方，所述上层交流母排位于所述低感母排的上方。

具体地，所述变流器模块还包括支撑柱及电容安装座，所述支撑柱固定安装在所述散热器的端面上，所述电容安装座固定安装在所述支撑柱上，直流支撑电容固定安装在所述电容安装座上，所述直流支撑电容与所述低感母排电连接。

具体地，所述变流器模块还包括直流绝缘接线座、转接板及交流绝缘接线座，所述直流绝缘接线座固定安装在所述电容安装座上，且所述低感母排的直流输入端搭接在所述直流绝缘接线座上，以作为所述变流器模块的直流输入接口；所述转接板固定安装在所述支撑柱上，所述交流绝缘接线座固定安装在所述转接板上，且所述下层交流母排与所述上层交流母排的交流输出端搭接在所述交流绝缘接线座上，以作为所述变流器模块的交流输出接口；所述下层交流母排与所述上层交流母排中的多条交流母排的输出端分别穿设有电流传感器。

具体地，所述变流器模块还包括驱动安装板、驱动单元、控制安装板、控制电源及传动控制单元，所述驱动安装板的两端固定安装在所述支撑柱上，且所述驱动安装板位于所述变流器模块的侧面上，所述驱动单元固定安装在所述驱动安装板的端面上，所述控制安装板固定安装在所述支撑柱上，且所述控制安装板位于所述上层交流母排的上方，所述所述控制电源与所述传动控制单元固定安装在所述控制安装板上。

本发明还提供一种变流器，所述变流器包括如上述的变流器模块。

由此可见，本发明实施例提供的变流器模块及变流器，通过设置两组三相逆变电路及两组斩波电路，以能够同时满足两个牵引电机的供电需求，并通过两路DC/DC转换电路，以能实现双向斩波，从而可以将电网直流降压斩波给外部的超级电容供电，也可以将外部的超级电容电压升压斩波供给变流器模块，同时还通过在变流器模块中并联一路再生可控回路，以在外部的超级电容无法吸收制动能量时，能够优先通过再生可控回路将电能回馈至电网，提升了变流器模块的性能稳定性。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明实施例提供的变流器模块的结构框图；

图2为本发明实施例提供的变流器模块的电路拓扑结构示意图；

图3为本发明实施例提供的变流器模块的立体结构示意图；

图4为本发明实施例提供的变流器模块的主视结构示意图；

图5为本发明实施例提供的变流器模块的俯视结构示意图；

图6为本发明实施例提供的变流器模块的左视结构示意图；

图7为本发明实施例提供的变流器模块的右视结构示意图；

图8至图12为本发明实施例提供的变流器模块的分解结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预期目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

图1为本发明实施例提供的变流器模块100的结构框图。如图1所示，本实施例提供的变流器模块100包括再生可控电路110、第一DC/DC转换电路120、第二DC/DC转换电路130、第一斩波电路140、第二斩波电路150、第一三相逆变电路160及第二三相逆变电路170。具体地，在一实施方式中，再生可控电路110、第一DC/DC转换电路120、第二DC/DC转换电路130、第一斩波电路140、第二斩波电路150、第一三相逆变电路160及第二三相逆变电路170依次并联连接。第一三相逆变电路160用于向第一牵引电机(图未示出)进行供电，第二三相逆变电路170用于向第二牵引电机(图未示出)供电，第一斩波电路140及第二斩波电路150均用于在变流器模块100的中间直流电压过高时，消耗变流器模块100的能量，以实现降低电压，从而能够使得变流器模块100同时满足两个牵引机的供电需求。

具体地，在一实施例中，第一DC/DC转换电路120及第二DC/DC转换电路130还分别与超级电容(图未示出)连接，两路DC/DC转换电路120,130用于实现双向斩波，以将电网直流降压斩波给超级电容供电，或将超级电容的电压升压斩波给中间直流回路。具体地，在一实施方式中，超级电容为大容量电容，例如超级电容的电容值通常为几千法拉。具体地，超级电容能够实现快速充及放电，车辆在有电网的情况下，电网给变流器模块100供电，以及给超级电容充电。当车辆运行至无电网路段时，超级电容放电，以给变流器模块100供电。具体地，在一实施方式中，再生可控电路110用于在超级电容无法吸收制动能量时，则优先通过再生可控电路110的再生可控桥臂将电能回馈至电网。

图2为本发明实施例提供的变流器模块100的电路拓扑结构示意图。如图1与图2所示，具体地，在本实施例中，再生可控电路110的第一接口与电网的正极P0连接，再生可控电路110的第二接口与电网的负极N连接，再生可控电路110的第三接口与电源正极接口P连接。第一DC/DC转换电路120的第一接口与再生可控电路110的第三接口连接，第一DC/DC转换电路120的第二接口与再生可控电路110的第二接口连接。第二DC/DC转换电路130的第一接口与第一DC/DC转换电路120的第一接口连接，第二DC/DC转换电路130的第二接口与第一DC/DC转换电路120的第二接口连接。第一斩波电路140的第一接口及第二斩波电路150的第一接口均与第二DC/DC转换电路130的第一接口连接，第一斩波电路140的第二接口及第二斩波电路150的第二接口均与第二DC/DC转换电路130的第二接口连接。第一三相逆变电路160的第一接口与第一斩波电路140的第一接口连接，第一三相逆变电路160的第二接口与第一斩波电路140的第二接口连接。第二三相逆变电路170的第一接口与第二斩波电路150的第一接口连接，第二三相逆变电路170的第二接口与第二斩波电路150的第二接口连接。

具体地，在一实施例中，变流器模块100还包括直流支撑电容Cd，直流支撑电容Cd的第一端与再生可控电路110的第三接口连接，直流支撑电容Cd的第二端与再生可控电路110的第二接口连接。

具体地，在一实施例中，变流器模块100可以但不限于包括多个(Insulated GateBipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)器件V1,V2,V3,V4,V5,V6,V7,V8,V9,V10,V11,V12，其中，多个IGBT器件V1,V2,V3,V4,V5,V6,V7,V8,V9,V10,V11,V12的数量为十二个，但并不限于此，例如在其他实施例中，变流器模块100可以根据其需要实现的功能来确定IGBT器件的数量，例如在增加或者删减变流器模块100的部分功能时，则IGBT器件的数量则相应增加或删减对应的数量。具体地，在本实施例中，第一斩波电路140包括十二个IGBT器件中的第一IGBT器件V1，第一三相逆变电路160包括十二个IGBT器件中的第二IGBT器件V2、第三IGBT器件V3及第四IGBT器件V4，第二斩波电路150包括十二个IGBT器件中的第五IGBT器件V5，第二三相逆变电路170包括十二个IGBT器件中的第六IGBT器件V6、第七IGBT器件V7及第八IGBT器件V8，再生可控电路110包括十二个IGBT器件中的第九IGBT器件V9及第十IGBT器件V10，第一DC/DC转换电路120包括十二个IGBT器件中的第十一IGBT器件V11，第二DC/DC转换电路130包括十二个IGBT器件中的第十二IGBT器件V12。

具体地，在一实施方式中，变流器模块100还包括多个电流传感器LH1,LH2,LH3,LH4,LH5,LH6,LH7,LH8，具体地，多个电流传感器LH1,LH2,LH3,LH4,LH5,LH6,LH7,LH8的数量可以但不限于为八个，其中八个电流传感器LH1,LH2,LH3,LH4,LH5,LH6,LH7,LH8为第一电流传感器LH1、第二电流传感器LH2、第三电流传感器LH3、第四电流传感器LH4、第五电流传感器LH5、第六电流传感器LH6、第七电流传感器LH7及第八电流传感器LH8。具体地，在一实施方式中，第一电流传感器LH1的第一端与第一三相逆变电路160的第三接口连接，第一电流传感器LH1的第二端与第一三相逆变电路160的第一相输出端U1连接。第二电流传感器LH2的第一端与第一三相逆变电路160的第四接口连接，第二电流传感器LH2的第二端与第一三相逆变电路160的第二相输出端V1连接。第一三相逆变电路160的第五接口与第一三相逆变电路160的第三相输出端W1连接。第三电流传感器LH3的第一端与第一斩波电路140的第三接口连接，第三电流传感器LH3的第二端与第一斩波电路140的对外接口CH1连接。第四电流传感器LH4的第一端与第二三相逆变电路170的第三接口连接，第四电流传感器LH4的第二端与第二三相逆变电路170的第一相输出端U2连接。第五电流传感器LH5的第一端与第二三相逆变电路170的第四接口连接，第五电流传感器LH5的第二端与第二三相逆变电路170的第二相输出端V2连接。第二三相逆变电路170的第五接口与第二三相逆变电路170的第三相输出端W2连接；第六电流传感器LH6的第一端与第二斩波电路150的第三接口连接，第六电流传感器LH6的第二端与第二斩波电路150的对外接口CH2连接。第七电流传感器LH7的第一端与第一DC/DC转换电路120的第三接口连接，第七电流传感器LH7的第二端与第一DC/DC转换电路120的对外接口A1连接。第八电流传感器LH8的第一端与第二DC/DC转换电路130的第三接口连接，第八电流传感器LH8的第二端与第二DC/DC转换电路130的对外接口A2连接。

具体地，在一实施方式中，第十IGBT器件V10的第一接口电连接至第九IGBT器件V9的第一接口，且第九IGBT器件V9的第一接口与电网的正极P0连接。第九IGBT器件V9的第二接口及第十IGBT器件V10的第二接口均与电网的负极N连接。第九IGBT器件V9的第三接口及第十IGBT器件V10的第三接口均与电源正极接口P连接，以为其它辅助设备提供电源，其中，其它辅助设备可以为照明设备、风机、水泵等辅助设备。具体地，直流支撑电容Cd的第一端与第十IGBT器件V10的第三接口连接，直流支撑电容Cd的第二端与第十IGBT器件V10的第二接口连接。具体地，第十一IGBT器件V11的第一接口与直流支撑电容Cd的第一端连接，第十一IGBT器件V11的第二接口与直流支撑电容Cd的第二端连接，第十一IGBT器件V11的第三接口与第七电流传感器LH7的第一端连接，第七电流传感器LH7的第二端与第一DC/DC转换电路120的对外接口A1连接，以电连接至第一超级电容。具体地，第十二IGBT器件V12的第一接口与第十一IGBT器件V11的第一接口连接，第十二IGBT器件V12的第二接口与第十一IGBT器件V11的第二接口连接，第十二IGBT器件V12的第三接口与第八电流传感器LH8的第一端连接，第八电流传感器LH8的第二端与第二DC/DC转换电路130的对外接口A2连接，以电连接至第二超级电容。具体地，第一IGBT器件V1的第一接口与第十二IGBT器件V12的第一接口连接，第一IGBT器件V1的第二接口与第十二IGBT器件V12的第二接口连接，第一IGBT器件V1的第三接口与第三电流传感器LH3的第一端连接，第三电流传感器LH3的第二端与第一斩波电路140的对外接口CH1连接，以外接第一斩波电阻。具体地，第二IGBT器件V2的第一接口、第三IGBT器件V3的第一接口及第四IGBT器件V4的第一接口均与第一IGBT器件V1的第一接口连接，第二IGBT器件V2的第二接口、第三IGBT器件V3的第二接口及第四IGBT器件V4的第二接口均与第一IGBT器件V1的第二接口连接，第二IGBT器件V2的第三接口与第一电流传感器LH1的第一端连接，第三IGBT器件V3的第三接口与第二电流传感器LH2的第一端连接，第一电流传感器LH1的第二端与第一三相逆变电路160的第一相输出端连接，第二电流传感器LH2的第二端与第一三相逆变电路160的第二相输出端V1连接，第四IGBT器件V4的第三接口与第一三相逆变电路160的第三相输出端W1连接，以将第一三相逆变电路160产生的交流电输出至第一牵引电机，从而实现对第一牵引电机的供电。具体地，第五IGBT器件V5的第一接口与第十二IGBT器件V12的第一接口连接，第五IGBT器件V5的第二接口与第十二IGBT器件V12的第二接口连接，第五IGBT器件V5的第三接口与第六电流传感器LH6的第一端连接，第六电流传感器LH6的第二端与第二斩波电路150的对外接口CH2连接，以外接第二斩波电阻。具体地，第六IGBT器件V6的第一接口、第七IGBT器件V7的第一接口及第八IGBT器件V8的第一接口均与第五IGBT器件V5的第一接口连接，第六IGBT器件V6的第二接口、第七IGBT器件V7的第二接口及第八IGBT器件V8的第二接口均与第五IGBT器件V5的第二接口连接，第六IGBT器件V6的第三接口与第四电流传感器LH4的第一端连接，第七IGBT器件V7的第三接口与第五电流传感器LH5的第一端连接，第四电流传感器LH4的第二端与第二三相逆变电路170的第一相输出端U2连接，第五电流传感器LH5的第二端与第二三相逆变电路170的第二相输出端V2连接，第八IGBT器件V8的第三接口与第二三相逆变电路170的第三相输出端W2连接，以将第二三相逆变电路170产生的交流电输出至第二牵引电机，从而实现对第二牵引电机的供电。具体地，当变流器模块100的中间直流电压过高时，开启斩波回路，以通过斩波电阻消耗能量，从而实现降低电压，进而能够使得变流器模块100同时满足两个牵引电机的供电需求。

图3为本发明实施例提供的变流器模块100的立体结构示意图，图4为本发明实施例提供的变流器模块100的主视结构示意图，图5为本发明实施例提供的变流器模块100的俯视结构示意图，图6为本发明实施例提供的变流器模块100的左视结构示意图，图7为本发明实施例提供的变流器模块100的右视结构示意图，图8至图12为本发明实施例提供的变流器模块100的分解结构示意图。如图1至图12示，具体地，在本实施例中，变流器模块100还包括散热器210、温度继电器212、检测板217及下层交流母排213。具体地，多个IGBT器件211阵列安装在散热器210的端面上，温度继电器212固定安装在散热器210的端面上，检测板217及下层交流母排213均安装在IGBT器件211上。具体地，在一实施方式中，多个IGBT器件211的数量为十二个，且十二个IGBT器件211呈阵列布置在散热器210的一端面上，例如十二个IGBT器件211成两排排列布置。具体地，温度继电器212的数量为两个，且两个温度继电器212布置在散热器210中布置有IGBT器件211的一端面上，两个温度继电器212均布置在两排IGBT器件211之间。具体地，下层交流母排213包括八条交流母排，具体地，在一实施方式中，八条交流母排中的四条分别阵列布置在两排IGBT器件211的一端，且四条交流母排分别与两排IGBT器件211的第一端上的四个IGBT器件211一一对应连接。八条交流母排中另外的四条分别阵列布置在两排IGBT器件211的另一端，且四条交流母排分别与两排IGBT器件211的第二端上的四个IGBT器件211一一对应连接。具体地，散热器210为风冷式散热器210，例如风冷散热器210。

具体地，在本实施例中，变流器模块100以件散热器210为安装基础，在散热器210的一端面上通过螺钉紧固安装有件十二个IGBT器件211和两个温度继电器212。具体地，在IGBT器件211和温度继电器212安装时，IGBT器件211及温度继电器212分别与散热器210的一端面的接触部位上涂覆有导热硅脂，以减小接触热阻，有利于热量传递。检测板217通过螺钉紧固安装在件IGBT器件211上，下层交流母排213通过螺钉紧固安装在件IGBT器件211的中部上。具体地，检测板217的数量为十二个，在每个IGBT器件211远离对排IGBT器件211的外侧部上均固定安装有一个检测板217。

具体地，在一实施例中，变流器模块100还包括低感母排215及上层交流母排214。具体地，低感母排215及上层交流母排214均安装在IGBT器件211上，且低感母排215位于IGBT器件211的上方，上层交流母排214位于低感母排215的上方。具体地，低感母排215设置在IGBT器件211的上方，且在每个IGBT器件211的对应处开设有穿孔(图未标示)。上层交流母排214包括四条交流母排，具体地，四条交流母排并排布置在两排IGBT器件211的第一端的上方，且低感母排215位于上层交流母排214与下层交流母排213之间。上层交流母排214中的四条交流母排的一端分别对应地与两排IGBT器件211的中部的四个IGBT器件211一一对应连接。

具体地，在本实施例中，低感母排215通过螺钉紧固安装在件两排IGBT器件211上。具体地，低感母排215位于件下层交流母排213上方。上层交流母排214通过螺钉紧固安装在件两排IGBT器件211的中部上的四个IGBT器件211上，上层交流母排214位于低感母排215上方。

具体地，在一实施例中，变流器模块100还包括支撑柱220及电容安装座221。具体地，支撑柱220固定安装在散热器210的端面上，电容安装座221固定安装在支撑柱220上，直流支撑电容222固定安装在电容安装座221上，直流支撑电容222与低感母排215电连接。具体地，在一实施方式中，支撑柱220的数量可以设置为四个，四个支撑柱220分别布置在散热器210的一端面上的四个角落处，且四个支撑柱220分别两两对称布置，例如四个支撑柱220布置在矩形的四个顶角处。电容安装座221的数量为四个，且每个支撑柱220上固定安装一个电容安装座221。具体地，直流支撑的四个角落分别对应固定在电容安装座221上，且直流支撑电容222位于上层交流母排214的上方。

具体地，在本实施例中，支撑柱220通过螺钉紧固安装在件散热器210上，用于支撑安装变流器模块100上层部件。具体地，电容安装座221通过螺钉紧固安装在件支撑柱220上，直流支撑电容222通过螺钉紧固安装在件电容安装座221上，并通过螺钉连接件与低感母排215连接。具体地，直流支撑电容222的第一端分别通过四个螺钉连接件与低感母排215的第一端向外弯折延伸部电连接。

具体地，在一实施例中，变流器模块100还包括直流绝缘接线座223、转接板225及交流绝缘接线座224。具体地，直流绝缘接线座223固定安装在电容安装座221上，且低感母排215的直流输入端搭接在直流绝缘接线座223上，以作为变流器模块100的直流输入接口。转接板225固定安装在支撑柱220上，交流绝缘接线座224固定安装在转接板225上，且下层交流母排213与上层交流母排214的交流输出端搭接在交流绝缘接线座224上，以作为变流器模块100的交流输出接口。下层交流母排213与上层交流母排214中的多条交流母排的输出端分别穿设有电流传感器216。具体地，直流绝缘接线座223的两端分别固定安装在对应的电容安装座221的顶部上，低感母排215在弯折部上还向外弯折形成两块直流输出端，低感母排215的直流输出端固定安装在直流绝缘接线座223上。具体地，转接板225的数量为四个，四个转接板225中的两个转接板225固定安装在靠近两排IGBT器件211的第一端上的两个支撑柱220上，四个转接板225中的另外两个转接板225固定安装在靠近两排IGBT器件211的第二端上的两个支撑柱220上。具体地，交流绝缘接线座224的数量三个，其中两个交流绝缘接线座224的结构一致，且该两个交流绝缘接线座224中的每一交流绝缘接线座224的两端分别固定在对应的转接板225上，三个交流绝缘接线座224中的另外一个交流绝缘接线座224的两端分别固定在对应的电容安装座221上。三个交流绝缘接线座224中的每个交流绝缘接线座224分别与对应的四条交流母排的交流输出端搭接。具体地，在一实施方式中，以图5及图6所示为例进行说明，在图5中的下层交流母排213从左至右的第一条、第二条及第四条的交流母排分别穿过对应的电流传感器216，在图6中的下层交流母排213从左至右的第一条、第三条及第四条的交流母排分别穿过对应的电流传感器216，在图6中的上层交流母排214从左至右的第一条及第二条的交流母排分别穿过对应的电流传感器216，具体地，电流传感器216用于检测交流输出电流。

具体地，在本实施例中，直流绝缘接线座223通过螺钉紧固安装在电容安装座221上，而且低感母排215的直流输入端搭接在直流绝缘接线座223上，以作为变流器模块100的直流输入接口。转接板225通过螺钉紧固安装在支撑柱220上，交流绝缘接线座224通过螺钉紧固安装在转接板225，而且下层交流母排213和上层交流母排214的交流输出端搭接在交流绝缘接线座224上，以作为变流器模块100的交流输出接口。电流传感器216通过螺钉紧固安装在交流绝缘接线座224上，而且下层交流母排213和上层交流母排214中的部分交流母排穿过电流传感器216，以检测交流输出电流。

具体地，在一实施例中，变流器模块100还包括驱动安装板230、驱动单元231、控制安装板240、控制电源241及传动控制单元242。驱动安装板230的两端固定安装在支撑柱220上，且驱动安装板230位于变流器模块100的侧面上，驱动单元231固定安装在驱动安装板230的端面上，控制安装板240固定安装在支撑柱220上，且控制安装板240位于上层交流母排214的上方，控制电源241与传动控制单元242固定安装在控制安装板240上。具体地，驱动安装板230的数量为两块，两块驱动安装板230分别对称安装在两排IGBT器件211的两侧上。具体地，每一驱动安装板230的两端分别固定在对应的支撑柱220上。

具体地，在一实施方式中，驱动单元231的数量为十二个，图中仅示出十个驱动单元231。每个驱动单元231包括驱动盒232、门极驱动单元233及保护罩234。具体地，十二个驱动单元231中的六个安装在一个驱动安装板230的相对的两端面上。每个驱动盒232固定安装在驱动安装板230上，且每个门极驱动单元233安装在驱动盒232的内部，并在驱动盒232的外部包围安装一保护罩234，以保护门极驱动单元233在储运过程不被碰伤或损坏。

具体地，在一实施方式中，变流器模块100还包括两个拉手225，两个拉手225通过螺钉紧固安装在支撑柱220上，以便于变流器模块100的转运。具体地，驱动安装板230两端通过螺钉紧固安装在支撑柱220上，在驱动安装板230上安装有驱动盒232。门极驱动单元233安装在驱动盒232内部，驱动安装板230上还通过螺钉紧固安装有保护罩234，以用于保护门极驱动单元233在储运过程中不被碰伤或损坏。具体地，控制安装板240通过螺钉紧固安装在直流支撑电容222上，在控制安装板240远离直流支撑电容222的一端面上通过螺钉紧固安装有控制电源241和传动控制单元242，具体地，控制电源241与传动控制单元242分别安装在控制安装板240的两端上。

具体地，在一实施方式中，传动控制单元242，用于接收司机室的操作指令，并将操作指令转换为门极驱动单元233可识别的控制信号，以使门极驱动单元233控制变流器模块100执行动作，具体地，传动控制单元242还能够接收和处理变流器模块100故障信号。电流传感器216，用于实时监测各路输出电流，保证变流器模块100正常运行。温度继电器212，用于在变流器模块100超过安全运行温度时，会将超温信号传递给传动控制单元242，传动控制单元242将封锁控制信号输出至门极驱动单元233，以控制变流器模块100停止工作。

具体地，本实施例提供的变流器模块100，通过将控制电路和强电电路部分隔离，以减少强电部分对控制电路的干扰，提高了模块运行的稳定性，并通过将直流电路部分采用低感母排215设计，降低电路杂散电感，提升模块的整体电气性能，确保IGBT器件211在高频开关状态下的稳定运行。进一步地，本实施例提供的变流器模块100采用叠层安装方式，自下而上，依次安装，简单方便，便于维护，并在变流器模块100上设置了拉手225，方便变流器模块100的搬运。

具体地，本发明实施例提供的变流器膜100，能够满足典型低地板牵引***功能、性能及接口要求，并且电路、物料、结构实现平台化、简统化。同时通过深入研究低地板牵引***主电路、轻量化材料及结构技术、结构及物料通用化及简统化、EMC技术、物料选型及使用策略、物料可靠性试验方法、加工工艺及外观提升技术等，以提升低地板牵引***集成能力，实现变流器模块在满足***性能指标前提下，比进口产品更有价格优势，满足未来市场低价竞争需求，提升低地板平台产品的竞争力。

具体地，本发明实施例还提供一种变流器，具体地，变流器包括如图1至图11实施例所示的变流器模块100，在此不再赘述。

具体地，本实施例提供的变流器模块100及变流器，通过设置两组三相逆变电路及两组斩波电路，以能够同时满足两个牵引电机的供电需求，并通过两路DC/DC转换电路，以能实现双向斩波，从而可以将电网直流降压斩波给外部的超级电容供电，也可以将外部的超级电容电压升压斩波供给变流器模块100，同时还通过在变流器模块100中并联一路再生可控回路，以在外部的超级电容无法吸收制动能量时，能够优先通过再生可控回路将电能回馈至电网，提升了变流器模块100的性能稳定性，且变流器模块100的结构简单，采用叠层安装方式，便于维修。

以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离发明技术方案内容，依据发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种变流器模块，其特征在于，所述变流器模块包括再生可控电路、第一DC/DC转换电路、第二DC/DC转换电路、第一斩波电路、第二斩波电路、第一三相逆变电路及第二三相逆变电路；所述再生可控电路的第一接口与电网的正极连接，所述再生可控电路的第二接口与所述电网的负极连接，所述再生可控电路的第三接口与电源正极接口连接；所述第一DC/DC转换电路的第一接口与所述再生可控电路的第三接口连接，所述第一DC/DC转换电路的第二接口与所述再生可控电路的第二接口连接；所述第二DC/DC转换电路的第一接口与所述第一DC/DC转换电路的第一接口连接，所述第二DC/DC转换电路的第二接口与所述第一DC/DC转换电路的第二接口连接；所述第一斩波电路的第一接口及所述第二斩波电路的第一接口均与所述第二DC/DC转换电路的第一接口连接，所述第一斩波电路的第二接口及所述第二斩波电路的第二接口均与所述第二DC/DC转换电路的第二接口连接；所述第一三相逆变电路的第一接口与所述第一斩波电路的第一接口连接，所述第一三相逆变电路的第二接口与所述第一斩波电路的第二接口连接；所述第二三相逆变电路的第一接口与所述第二斩波电路的第一接口连接，所述第二三相逆变电路的第二接口与所述第二斩波电路的第二接口连接。

2.如权利要求1所述的变流器模块，其特征在于，所述变流器模块还包括直流支撑电容，所述直流支撑电容的第一端与所述再生可控电路的第三接口连接，所述直流支撑电容的第二端与所述再生可控电路的第二接口连接。

3.如权利要求1所述的变流器模块，其特征在于，所述变流器模块包括十二个IGBT器件，其中，所述第一斩波电路包括十二个IGBT器件中的第一IGBT器件，所述第一三相逆变电路包括十二个IGBT器件中的第二IGBT器件、第三IGBT器件及第四IGBT器件，所述第二斩波电路包括十二个IGBT器件中的第五IGBT器件，所述第二三相逆变电路包括十二个IGBT器件中的第六IGBT器件、第七IGBT器件及第八IGBT器件，所述再生可控电路包括十二个IGBT器件中的第九IGBT器件及第十IGBT器件，第一DC/DC转换电路包括十二个IGBT器件中的第十一IGBT器件，第二DC/DC转换电路包括十二个IGBT器件中的第十二IGBT器件。

4.如权利要求1所述的变流器模块，其特征在于，所述变流器模块还包括第一电流传感器、第二电流传感器、第三电流传感器、第四电流传感器、第五电流传感器、第六电流传感器、第七电流传感器及第八电流传感器；所述第一电流传感器的第一端与所述第一三相逆变电路的第三接口连接，所述第一电流传感器的第二端与所述第一三相逆变电路的第一相输出端连接；所述第二电流传感器的第一端与所述第一三相逆变电路的第四接口连接，所述第二电流传感器的第二端与所述第一三相逆变电路的第二相输出端连接；所述第一三相逆变电路的第五接口与所述第一三相逆变电路的第三相输出端连接；所述第三电流传感器的第一端与所述第一斩波电路的第三接口连接，所述第三电流传感器的第二端与所述第一斩波电路的对外接口连接；所述第四电流传感器的第一端与所述第二三相逆变电路的第三接口连接，所述第四电流传感器的第二端与所述第二三相逆变电路的第一相输出端连接；所述第五电流传感器的第一端与所述第二三相逆变电路的第四接口连接，所述第五电流传感器的第二端与所述第二三相逆变电路的第二相输出端连接；所述第二三相逆变电路的第五接口与所述第二三相逆变电路的第三相输出端连接；所述第六电流传感器的第一端与所述第二斩波电路的第三接口连接，所述第六电流传感器的第二端与所述第二斩波电路的对外接口连接；所述第七电流传感器的第一端与所述第一DC/DC转换电路的第三接口连接，所述第七电流传感器的第二端与所述第一DC/DC转换电路的对外接口连接；所述第八电流传感器的第一端与所述第二DC/DC转换电路的第三接口连接，所述第八电流传感器的第二端与所述第二DC/DC转换电路的对外接口连接。

5.如权利要求1至4中任一项所述的变流器模块，其特征在于，所述变流器模块还包括散热器、温度继电器、检测板及下层交流母排，多个IGBT器件阵列安装在所述散热器的端面上，所述温度继电器固定安装在所述散热器的端面上，所述检测板及所述下层交流母排均安装在所述IGBT器件上。

6.如权利要求5所述的变流器模块，其特征在于，所述变流器模块还包括低感母排及上层交流母排，所述低感母排及所述上层交流母排均安装在所述IGBT器件上，且所述低感母排位于所述IGBT器件的上方，所述上层交流母排位于所述低感母排的上方。

7.如权利要求6所述的变流器模块，其特征在于，所述变流器模块还包括支撑柱及电容安装座，所述支撑柱固定安装在所述散热器的端面上，所述电容安装座固定安装在所述支撑柱上，直流支撑电容固定安装在所述电容安装座上，所述直流支撑电容与所述低感母排电连接。

8.如权利要求7所述的变流器模块，其特征在于，所述变流器模块还包括直流绝缘接线座、转接板及交流绝缘接线座，所述直流绝缘接线座固定安装在所述电容安装座上，且所述低感母排的直流输入端搭接在所述直流绝缘接线座上，以作为所述变流器模块的直流输入接口；所述转接板固定安装在所述支撑柱上，所述交流绝缘接线座固定安装在所述转接板上，且所述下层交流母排与所述上层交流母排的交流输出端搭接在所述交流绝缘接线座上，以作为所述变流器模块的交流输出接口；所述下层交流母排与所述上层交流母排中的多条交流母排的输出端分别穿设有电流传感器。

9.如权利要求8所述的变流器模块，其特征在于，所述变流器模块还包括驱动安装板、驱动单元、控制安装板、控制电源及传动控制单元，所述驱动安装板的两端固定安装在所述支撑柱上，且所述驱动安装板位于所述变流器模块的侧面上，所述驱动单元固定安装在所述驱动安装板的端面上，所述控制安装板固定安装在所述支撑柱上，且所述控制安装板位于所述上层交流母排的上方，所述所述控制电源与所述传动控制单元固定安装在所述控制安装板上。

10.一种变流器，其特征在于，所述变流器包括如权利要求1至9中任一项所述的变流器模块。

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