多流制牵引变流器的制作方法

    技术2026-08-16  9


    本发明实施例涉及轨道交通,具体涉及一种多流制牵引变流器。


    背景技术:

    1、由于历史、运输需求不同等原因,目前世界上的轨道交通存在多种供电制式,其中主流的牵引供电制式包括交流25kv/50hz、交流15kv/16.7hz以及直流3kv和直流1.5kv,为了实现跨国、跨区运行,需要电力机车同时具备多流制运行能力。另一方面,随着轨道交通车辆的安全性不断提高,搭载储能电池,紧急情况下不依赖接触网驱动车辆运行,能够有效降低因网侧电源故障导致的车辆停车甚至安全问题。另一方面,也已有多流制列车开始上线运行,满足城际、地铁的无缝接驳运行,因此针对多流制牵引变流器开展优化研究,是十分必要的。

    2、多流制牵引变流器在多种接触网制式下需配置不同的充电短接功能单元,而现有的牵引变流器,不涉及多流制电网、牵引蓄电池以及柴油发电机三种供电方式间的相互搭配和切换未将功能单元划分和组件化,不利于功能包中部件的制造和维护。


    技术实现思路

    1、鉴于上述问题,本发明实施例提供了一种多流制牵引变流器,克服了多种供电方式无法相互搭配和切换的问题。

    2、根据本发明实施例的一个方面,提供了一种多流制牵引变流器,包括:柜体和设置在所述柜体中的第一变流器和第二变流器,所述第一变流器和所述第二变流器的供电方式为多流制接触网供电、牵引蓄电池供电及柴油发电机供电三种供电方式中的至少两种;所述柜体上端设置有蘑菇头形状的盖板,所述盖板下方预留柴油机烟囱通道;所述柜体中沿y方向依次设置有第一层腔室结构、第二层腔室结构及第三层腔室结构;所述第一变流器设置在所述第一层腔室结构中,所述第二变流器设置在所述第三层腔室结构,所述第二层腔室结构中设置有用于中间直流回路过压抑制及停机时快速放电的斩波电路组件;所述第一变流器与所述第二变流器的各组成部分相对设置。

    3、可选的,所述第一变流器和所述第二变流器为a、b、c型变流器中的其中一种,其中a型变流器为供电方式为多流制接触网+牵引蓄电池供电的变流器,b型变流器为供电方式为柴油发电机+牵引蓄电池供电的变流器,c型变流器为供电方式为多流制接触网+柴油发电机供电的变流器。

    4、可选的,所述第一层腔室结构中设置有高压腔室以及设置于右上角的对机车进行逻辑、牵引、制动以及故障保护控制的传动控制单元,所述第一变流器设置在所述高压腔室中。

    5、可选的,所述高压腔室沿x方向依次包括第一腔室、第二腔室、第三腔室、第四腔室以及第五腔室,所述第三腔室和所述第四腔室的上侧和下侧设置有功率模块,支撑电容组件设置在所述第三腔室和所述第四腔室的中间部分,所述第一腔室的上侧设置有用于滤除逆变器后端输出电压相应谐波的辅助滤波器输出单元;所述第二腔室的上侧设置有电压传感器件以及设置在所述电压传感器件下方的辅变输出接触器及电流传感器,所述第五腔室的上侧设置有固定放电电阻组件。

    6、可选的,所述功率模块包括四象限整流器、两个牵引逆变器以及辅助逆变器。

    7、可选的,所述第五腔室中所述固定放电电阻组件的沿x方向的一侧设置有柴油机输出接触器组件,在所述柴油机输出接触器组件的下方设置有柴油机输入单元及电流传感器组件,所述柴油机输出接触器组件和所述柴油机输入单元及电流传感器组件应用于b型变流器和c型变流器。

    8、可选的,所述柴油机输入单元及电流传感器组件的沿x反方向的一侧设置有动力电池输入单元及电流传感器组件,所述动力电池输入单元及电流传感器组件应用于a型变流器和b型变流器;所述柴油机输入单元及电流传感器组件与所述动力电池输入单元及电流传感器组件之间设置有二次谐振电容,所述二次谐振电容应用于a型变流器和c型变流器。

    9、可选的,所述第三层腔室结构中与所述固定放电电阻组件以及所述柴油机输出接触器组件相对的位置设置有高压警示指示灯和接地隔离开关组件,所述接地隔离开关组件位于所述高压警示指示灯的沿x方向的一侧。

    10、可选的,所述第二腔室中所述辅变输出接触器及电流传感器的下侧设置有充电短接接触器组件,所述第一腔室中所述辅助滤波器输出单元的下侧依次设置有隔离开关组件和交流接触网输出母排,所述充电短接接触器组件、所述隔离开关组件以及所述交流接触网输出母排应用于a型变流器和c型变流器。

    11、可选的,所述第一腔室中所述交流接触网输出母排的沿x方向设置有直流接触网输出母排及电流传感器,所述直流接触网输出母排及电流传感器应用于a型变流器。

    12、可选的,所述第二腔室的下侧设置有连接牵引电机及变流器模块、并对电流进行测量的逆变器模块输出母排及电流传感器。

    13、可选的,所述多流制牵引变流器还包括用于开闭第一腔室的第一柜门、用于开闭第二腔至的第二柜门、以及用于开闭第五腔室的上下设置的第三柜门和第四柜门,所述第一柜门、所述第二柜门、所述第三柜门以及所述第四柜门采用铰链式设计。

    14、可选的,所述第二层腔室结构沿x方向依次设置左侧腔室、中间腔室以及右侧腔室,所述左侧腔室和所述中间腔室的下侧设置辅助隔离变压器,所述斩波电路组件设置在所述右侧腔室的中间位置。

    15、可选的,所述多流制牵引变流器的沿x方向一侧的第一侧壁上两边对称设置控制连接器接口和主动灭火管路。

    16、可选的,所述多流制牵引变流器的沿x反方向一侧的第二侧壁上两边对称设置辅助电源接口,用于提供电源。

    17、本发明实施例的多流制牵引变流器包括:柜体和设置在所述柜体中的第一变流器和第二变流器,所述第一变流器和所述第二变流器的供电方式为多流制接触网供电、牵引蓄电池供电及柴油发电机供电三种供电方式中的至少两种;所述柜体上端设置有蘑菇头形状的盖板,所述盖板下方预留柴油机烟囱通道;所述柜体中沿y方向依次设置有第一层腔室结构、第二层腔室结构及第三层腔室结构;所述第一变流器设置在所述第一层腔室结构中,所述第二变流器设置在所述第三层腔室结构,所述第二层腔室结构中设置有用于中间直流回路过压抑制及停机时快速放电的斩波电路组件;所述第一变流器与所述第二变流器的各组成部分相对设置,通过将变流器内部功能单元划分清楚,并且以组件化、模块化的形式设计集成,能够提升变流器整体布局的美观度、规整度,提升内部器件可维护性,同时能够实现不同供电制式下变流器硬件集成方案的相互切换,为机车全生命周期内不同车型间的相互切换或迭代升级提供了极大的可操作性。

    18、上述说明仅是本发明实施例技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明实施例的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的具体实施方式。



    技术特征:

    1.一种多流制牵引变流器,其特征在于,所述多流制牵引变流器包括:柜体和设置在所述柜体中的第一变流器和第二变流器,所述第一变流器和所述第二变流器的供电方式为多流制接触网供电、牵引蓄电池供电及柴油发电机供电三种供电方式中的至少两种;所述柜体上端设置有蘑菇头形状的盖板,所述盖板下方预留柴油机烟囱通道;

    2.根据权利要求1所述的多流制牵引变流器,其特征在于,所述第一变流器和所述第二变流器为a、b、c型变流器中的其中一种,其中a型变流器为供电方式为多流制接触网+牵引蓄电池供电的变流器,b型变流器为供电方式为柴油发电机+牵引蓄电池供电的变流器,c型变流器为供电方式为多流制接触网+柴油发电机供电的变流器。

    3.根据权利要求2所述的多流制牵引变流器,其特征在于,所述第一层腔室结构中设置有高压腔室以及设置于右上角的对机车进行逻辑、牵引、制动以及故障保护控制的传动控制单元,所述第一变流器设置在所述高压腔室中。

    4.根据权利要求3所述的多流制牵引变流器,其特征在于,所述高压腔室沿x方向依次包括第一腔室、第二腔室、第三腔室、第四腔室以及第五腔室,所述第三腔室和所述第四腔室的上侧和下侧设置有功率模块,支撑电容组件设置在所述第三腔室和所述第四腔室的中间部分,所述第一腔室的上侧设置有用于滤除逆变器后端输出电压相应谐波的辅助滤波器输出单元;所述第二腔室的上侧设置有电压传感器件以及设置在所述电压传感器件下方的辅变输出接触器及电流传感器,所述第五腔室的上侧设置有固定放电电阻组件。

    5.根据权利要求4所述的多流制牵引变流器,其特征在于,所述功率模块包括四象限整流器、两个牵引逆变器以及辅助逆变器。

    6.根据权利要求4所述的多流制牵引变流器,其特征在于,所述第五腔室中所述固定放电电阻组件的沿x方向的一侧设置有柴油机输出接触器组件,在所述柴油机输出接触器组件的下方设置有柴油机输入单元及电流传感器组件,所述柴油机输出接触器组件和所述柴油机输入单元及电流传感器组件应用于b型变流器和c型变流器。

    7.根据权利要求6所述的多流制牵引变流器,其特征在于,所述柴油机输入单元及电流传感器组件的沿x反方向的一侧设置有动力电池输入单元及电流传感器组件,所述动力电池输入单元及电流传感器组件应用于a型变流器和b型变流器;所述柴油机输入单元及电流传感器组件与所述动力电池输入单元及电流传感器组件之间设置有二次谐振电容,所述二次谐振电容应用于a型变流器和c型变流器。

    8.根据权利要求6所述的多流制牵引变流器,其特征在于,所述第三层腔室结构中与所述固定放电电阻组件以及所述柴油机输出接触器组件相对的位置设置有高压警示指示灯和接地隔离开关组件,所述接地隔离开关组件位于所述高压警示指示灯的沿x方向的一侧。

    9.根据权利要求4所述的多流制牵引变流器,其特征在于,所述第二腔室中所述辅变输出接触器及电流传感器的下侧设置有充电短接接触器组件,所述第一腔室中所述辅助滤波器输出单元的下侧依次设置有隔离开关组件和交流接触网输出母排,所述充电短接接触器组件、所述隔离开关组件以及所述交流接触网输出母排应用于a型变流器和c型变流器。

    10.根据权利要求9所述的多流制牵引变流器,其特征在于,所述第一腔室中所述交流接触网输出母排的沿x方向设置有直流接触网输出母排及电流传感器,所述直流接触网输出母排及电流传感器应用于a型变流器。

    11.根据权利要求4所述的多流制牵引变流器,其特征在于,所述第二腔室的下侧设置有连接牵引电机及变流器模块、并对电流进行测量的逆变器模块输出母排及电流传感器。

    12.根据权利要求4所述的多流制牵引变流器,其特征在于,所述多流制牵引变流器还包括用于开闭第一腔室的第一柜门、用于开闭第二腔至的第二柜门、以及用于开闭第五腔室的上下设置的第三柜门和第四柜门,所述第一柜门、所述第二柜门、所述第三柜门以及所述第四柜门采用铰链式设计。

    13.根据权利要求1所述的多流制牵引变流器,其特征在于,所述第二层腔室结构沿x方向依次设置左侧腔室、中间腔室以及右侧腔室,所述左侧腔室和所述中间腔室的下侧设置辅助隔离变压器,所述斩波电路组件设置在所述右侧腔室的中间位置。

    14.根据权利要求1-13中任一项所述的多流制牵引变流器,其特征在于,所述多流制牵引变流器的沿x方向一侧的第一侧壁上两边对称设置控制连接器接口和主动灭火管路。

    15.根据权利要求1-13中任一项所述的多流制牵引变流器,其特征在于,所述多流制牵引变流器的沿x反方向一侧的第二侧壁上两边对称设置辅助电源接口,用于提供电源。


    技术总结
    本发明实施例公开了一种多流制牵引变流器,包括:柜体和设置在柜体中的第一变流器和第二变流器,为多流制接触网供电、牵引蓄电池供电及柴油发电机供电三种供电方式中的至少两种;柜体中沿y方向依次设置有第一层腔室结构、第二层腔室结构及第三层腔室结构;第一变流器设置在第一层腔室结构中,第二变流器设置在第三层腔室结构,第二层腔室结构中设置有用于中间直流回路过压抑制及停机时快速放电的斩波电路组件;第一变流器与第二变流器的各组成部分相对设置。通过上述方式,本发明实施例能够实现不同供电制式下变流器硬件集成方案的相互切换,为机车全生命周期内不同车型间的相互切换或迭代升级提供了极大的可操作性。

    技术研发人员:姜星友,范斌,冯秋实,吴靓斌,康子剑,陈侃,李玉鹏,肖皓,梁开伟,刘小山,饶艺伟
    受保护的技术使用者:株洲中车时代电气股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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