一種牽引輔助變流器的制作方法

本發明主要涉及軌道交通技術領域，特指一種牽引輔助變流器。

背景技術：

近年來，隨著我國高速鐵路的發展，鐵路運輸對高速動車組車輛的要求也越來越高。變流裝置作為列車牽引系統的核心部件，其性能要求更是重中之重。目前各牽引供應商的牽引系統方案主要分為兩種：主輔分離方案和主輔一體化方案。主輔分離方案集成度低，分散式的設備布局使車輛底部過度擁擠，有時關鍵部件的通風、散熱需求很難得到滿足，同時也給車輛設備布局和整車性能提升帶來了一定的困難。另外，分散式的設備也必將增加整車重量，不利于整車輕量化設計。

目前高速動車組牽引輔助變流器集成程度不一，除了實現牽引、輔助變流的集成，在水冷系統設計、輔助逆變器投切方式、輔助輸出母線形式、輔助輸出接地檢測等方面采用方法也各不相同。現有牽引輔助變流器有如下幾個特點：

（1）牽引輔助變流器柜體大都采用與車體剛性連接的方式，這種剛性連接安裝結構可靠，設計較為簡單，但是在整車運行過程中，安裝設備振動量較大，緊固螺栓會承受較大的橫向切力。

（2）現有高速動車牽引輔助變流器直流側大都通過串聯直流電抗器與中間直流回路連接，以降低輔助變流器的輸入諧波。

（3）現有高速動車牽引輔助變流器缺乏針對整個變流裝置的火災報警功能。

（4）現有高速動車牽引輔助變流器水冷系統設計采用雙水冷系統，結構雖然對等，但散熱功率不一定對稱。在散熱功率不一致的情況下，通過熱交換器與空氣進行水熱交換時也會出現不一致性，影響整體散熱性能的最佳發揮。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種結構簡單、能有效緩沖振動沖擊的牽引輔助變流器。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種牽引輔助變流器，包括柜體，所述柜體內安裝有主電路，所述柜體的兩側設置有多個彈性支撐組件，所述彈性支撐組件包括懸掛座和支撐桿，所述懸掛座固定安裝于車體上，所述懸掛座的內部中空且兩側設置有安裝孔，所述懸掛座的內部設置有支撐座，所述支撐座與懸掛座的內壁之間設置有彈性件，所述支撐座上設置有與所述安裝孔相對的支撐孔，所述支撐桿的一端緊固在所述柜體上，另一端穿過所述安裝孔后卡固在支撐座的支撐孔內。

作為上述技術方案的進一步改進：

所述柜體的兩側均設置有四個彈性支撐組件，四個彈性支撐組件均勻設置在所述柜體的一側。

所述彈性件為橡膠件。

所述柜體的兩側設置有用于對柜體進行限位的限位組件。

所述主電路包括兩個整流模塊、中間直流回路、兩個逆變模塊、輔變模塊和輔助變壓器，兩個整流模塊并聯后與所述中間直流回路串聯，再與兩個并聯的逆變模塊串聯形成牽引主電路，所述輔變模塊分別與所述中間直流回路和輔助變壓器相連。

所述輔助變壓器的三相輸出母線上設置有接地檢測裝置，用于三相輸出母線上是否接地。

所述柜體內部設置有火災檢測報警裝置，所述火災檢測報警裝置包括火災探測器和環繞在所述柜體內部周側的感溫電纜，所述感溫電纜的一端與所述感溫電纜相連、用于檢測感溫電纜的電阻以判斷是否有火災。

所述柜體內部設置有多個腔體，所述整流模塊、逆變模塊、輔變模塊和輔助變壓器均分隔在不同的腔體中。

所述柜體內部設置有散熱系統，所述散熱系統包括水泵，主進水管、主出水管、五個支管、風機以及兩個熱交換器，所述五個支管分別位于所述兩個整流模塊、兩個逆變模塊和輔變模塊所在的腔體中，并分別與主進水管和主出水管相連，兩個熱交換器并聯后與水泵和主出水管相連。

兩個熱交換器分別位于所述柜體的兩側的腔體中，所述風機位于所述兩個熱交換器之間的腔體中。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

1、本發明的牽引輔助變流器，通過在柜體的兩側設置有彈性支撐組件，能夠有效地緩沖列車運行過程中對牽引輔助變流器的振動和沖擊，減輕振動和沖擊對柜體內部器件的影響，另外通過彈性減震，可以減少吊耳安裝螺栓承受的橫向切力；另外本發明的彈性支撐組件結構簡單、安裝方便、能有效緩沖振動沖擊。

2、本發明的牽引輔助變流器，采用多個腔體布局的方式，使得整個柜體的重心合理分布，為其彈性懸掛方式安裝創造便利條件。

3、本發明的牽引輔助變流器，也采用對稱式的水冷散熱系統，以最大程度發揮冷卻風機和熱交換器的最佳散熱性能，不會出現散熱不一致性問題，也不需要選擇兩種不一樣的熱交換器和風機。

4、本發明的牽引輔助變流器，設置了火災檢測報警裝置，能夠有效提高工作可靠性。

5、本發明的牽引輔助變流器，設置了接地檢測裝置，進一步保證變流器的正常運行。

附圖說明

圖1為本發明中牽引輔助變流器的方框結構圖。

圖2為本發明中柜體的結構示意圖。

圖3為本發明中支撐桿的放大圖。

圖4為本發明中彈性支撐組件的結構示意圖。

圖5為本發明中柜體內部各元件布置圖。

圖6為本發明中水冷散熱系統的水路循環圖。

圖7為本發明中火災檢測報警裝置的結構示意圖。

圖中標號表示：1、柜體；2、主電路；21、整流模塊；22、逆變模塊；23、輔變模塊；24、輔助變壓器；25、中間直流回路；3、彈性支撐組件；31、懸掛座；32、支撐座；33、彈性件；34、支撐桿；4、散熱系統；41、水泵；42、熱交換器；43、風機；44、主進水管；45、主出水管；46、支管；5、火災檢測報警裝置；51、感溫電纜；52、火災探測器；6、限位組件；7、接地檢測裝置。

具體實施方式

以下結合說明書附圖和具體實施例對本發明作進一步描述。

如圖1至圖7所示，本實施例的牽引輔助變流器，包括柜體1，柜體1內安裝有主電路2，柜體1的兩側設置有多個彈性支撐組件3，彈性支撐組件3包括懸掛座31和支撐桿34，懸掛座31固定安裝于車體上，懸掛座31的內部中空且兩側設置有安裝孔，懸掛座31的內部設置有支撐座32，支撐座32與懸掛座31的內壁之間設置有彈性件33（如橡膠件），支撐座32上設置有與安裝孔相對的支撐孔，支撐桿34的一端緊固在柜體1上，另一端穿過安裝孔后卡固在支撐座32的支撐孔內。本發明的牽引輔助變流器，通過在柜體1的兩側設置有彈性支撐組件3，能夠有效地緩沖列車運行過程中對牽引輔助變流器的振動和沖擊，減輕振動和沖擊對柜體1內部器件的影響，另外通過彈性減震，可以減少支撐桿34安裝螺栓承受的橫向切力；另外本發明的彈性支撐組件3結構簡單、安裝方便、能有效緩沖振動沖擊。

本實施例中，柜體1運行過程中會有振動或顛簸，柜體1的支撐桿34在支撐座32內發生振動位移，壓縮橡膠件，剛性振動由橡膠件進行吸收，以緩沖振動沖擊。彈性懸掛安裝能夠有效地緩沖列車運行過程中對牽引輔助變流器的振動和沖擊，減輕振動和沖擊對柜體1內部器件的影響，另外通過彈性減震，可以減少支撐桿34安裝螺栓承受的橫向切力。在本實施例中，柜體1的兩側均設置有四個彈性支撐組件3，四個彈性支撐組件3均勻設置在柜體1的一側。另外在柜體1的兩側設置有用于對柜體1進行限位的限位組件6，進一步保障柜體1在列車運行中的可靠性和安全性。限位組件6與車體進行連接緊固，中間設有復合材料的墊片，在出廠前調節該墊片的厚度，以限制運行過程中柜體1左右的位移。

本實施例中，主電路2包括兩個兩重四象限PWM整流模塊21、中間直流回路25、兩個逆變模塊22、輔變模塊23和輔助變壓器24，兩個整流模塊21并聯后與中間直流回路25串聯，再與兩個并聯的逆變模塊22串聯形成牽引主電路2，輔變模塊23分別與中間直流回路25和輔助變壓器24相連。兩個逆變器和一個輔助逆變器（輔變模塊23）共用直流回路，線路上不設置接觸器，輔助逆變器通過低感母排直接與中間直流回路25（簡稱中間回路）相連，中間回路的連接全部采用低感母排。輔助變壓器24輸出采用三相三線制輸出，同時在三相輸出母線上設置了高阻網絡接地檢測裝置7，供電正常時電壓傳感器檢測電阻網絡中性點對地電壓為0，當輔助母線出現接地時，電壓傳感器檢測電阻板中間點位對地電壓將發生變化，從而判斷母線接地。

如圖7所示，本實施例中，柜體1內部設置有火災檢測報警裝置5，火災檢測報警裝置5包括火災探測器52和環繞在柜體1內部周側的感溫電纜51，感溫電纜51的一端與感溫電纜51相連、用于檢測感溫電纜51的電阻以判斷是否有火災。圖中R1和R2為電阻板，當裝置內某一部分發生火災時，雙芯鉸接感溫電纜51因為絕緣層的破壞出現短接，整個線路電阻值發生變化，通過火災探測器52即可檢測到阻值的變化，從而觸發火災報警信號。在感溫電纜51線路具體布局時，采用多截打斷環繞柜體1式布局，即通過兩個接線端子將感溫電纜51打斷為三截，環繞柜體1一周進行布置。

本實施例中，柜體1內部設置有多個腔體，整流模塊21、逆變模塊22、輔變模塊23和輔助變壓器24均分隔在不同的腔體中。柜體1內部不同的功率模塊與功能部件分別安裝在各自獨立的腔體中，其中主變模塊同側布置，主逆變模塊22同側布置，牽引輔助變流器各部件的配重示意圖如圖5所示。通過結構布局的對稱設計，使得整個裝置的重心合理分布，為裝置彈性懸掛方式安裝創造便利條件。

本實施例中，柜體1內部設置有散熱系統4，散熱系統4包括水泵41，主進水管44、主出水管45、五個支管46、風機43以及兩個熱交換器42，五個支管46分別位于兩個整流模塊21、兩個逆變模塊22和輔變模塊23所在的腔體中，并分別與主進水管44和主出水管45相連，兩個熱交換器42并聯后與水泵41和主出水管45相連。其中熱交換器42實現水氣熱量的交換；水泵41提供冷卻介質的循環動力；冷卻風機43一方面提供水氣熱量交換的動力，實現熱能的對外釋放，另一方面實現相關部件的風冷散熱。本實施例中，兩個熱交換器42分別位于柜體1的兩側的腔體中，風機43位于兩個熱交換器42之間的腔體中。

如圖6所示，冷卻介質由水泵41輸入到變流裝置的主進水管44，通過與引入分配母管相連的軟管進入五個功率模塊和一個空氣熱交換器進行熱量交換。在與功率模塊進行熱量交換后的冷卻介質通過軟管進入引出分配母管流回主出水管45，主出水管45內的冷卻介質分別流入兩個完全一樣的熱交換器42，在熱交換器42內部進行冷卻介質的冷卻，冷卻后的冷卻介質從熱交換器42的出水口一部分流入水泵41，另一部分冷卻介質流到膨脹水箱，完成一次循環。冷卻風機43將熱交換器42外部的冷空氣通過熱交換器42吸入變流器柜體1風道內，實現熱交換器42液-氣熱量的轉移，被加熱后的空氣再經過輔助變壓器24，對其進行冷卻后，風從裝置的外界風道吹出。水冷系統在結構上的對稱設計，主要體現在：1、水冷液從引出水管進入兩個完全一致的熱交換器42，同時在結構空間布局上，這兩個熱交換器42也處于完全對稱結構，冷卻風機43通過熱交換器42吸風，實現空氣與冷卻液的熱量交換；2、從引出水管流入兩個熱交換器42的冷卻液流量和水溫幾乎一致，兩個熱交換器42工作工況相同。此種對稱設計的水冷系統可以最大程度發揮冷卻風機43和熱交換器42的最佳散熱性能，不會出現散熱不一致性問題，也不需要選擇兩種不一樣的熱交換器42和風機43。

以上僅是本發明的優選實施方式，本發明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發明思路下的技術方案均屬于本發明的保護范圍。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理前提下的若干改進和潤飾，應視為本發明的保護范圍。