[发明专利]一种内燃机车整流斩波相功率模块

说明书

技术领域

本发明属于内燃机车技术领域，涉及一种功率模块，尤其是一种应用于内燃调车机车牵引电传动系统的内燃机车整流斩波相功率模块。

背景技术

内燃机车交流电传动系统工作时，柴油机拖动主发电机，TCMS控制主发电机励磁电流，使其根据柴油机转速输出三相交流电压，然后供给牵引变流器，牵引变流器输出的三相交流电压供给同一转向架上的牵引电机，按照“牵引主发电机—牵引变流器—三相交流电机负载”的形式完成牵引控制。而牵引变流器通常采用“三相整流模块+制动斩波模块+三相逆变模块”的电路结构完成整个变流系统的功能变换。

现有技术中，在牵引系统中功率模块功能单一，电路结构复杂：由于牵引变流系统既要完成整流功能，又要完成逆变与斩波功能，在功率模块设计时会有两种或三种功能的功率模块，用于电路连接的复合母排也会有两种或三种类型。这不但给功率模块带来较多的设计成本和材料成本，而且造成相对复杂的电路结构连接。并且三相整流模块做为一个整体结构，六支二极管同时散热，模块温升较高，存在烧损风险。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种内燃机车整流斩波相功率模块。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

这种内燃机车整流斩波相功率模块，包括整流斩波相模块主电路，以及整流斩波相模块所在内燃调车机车牵引电传动系统主电路。牵引电传动系统主电路包含主发电机、整流斩波相功率模块、三相逆变功率模块以及牵引电机等；每个整流斩波相功率模块主电路包括一组单相整流桥臂和一个斩波支路；三个整流斩波相功率模块共同搭接在主电路的直流母线上，三组单相整流桥臂组合完成三相整流功能，三个斩波支路并联完成直流斩波功能。

进一步的，组成所述功率模块电路的各器件安装在风冷散热器的表面，所述风冷散热器采用强迫风冷的散热方式，每个整流斩波相功率模块拥有独立的风道。

进一步，上述风冷散热器的表面安装有第一二极管、第二二极管、第一IGBT和第二IGBT；在风冷散热器的表面还安装有温度传感器；所述第一二极管和第二二极管构成单相整流电路，所述第一IGBT和第二IGBT构成斩波电路；所述第一IGBT为斩波电路的上桥臂，在第一IGBT上安装有用以电路过压时保护器件不被烧损的配置版，所述第二IGBT为斩波电路的下桥臂。

进一步，上述风冷散热器的表面侧边分别安装有左框架、右框架和支撑板；所述左框架与右框架的上方由上框架进行搭接；所述第一二极管、第二二极管、第一IGBT和第二IGBT的电气连接端子通过能够实现整流斩波电路输入与输出的复合母排进行电气连接；所述支撑板上面安装有绝缘支撑座。

进一步，上述绝缘支撑座为DMC层压板，在绝缘支撑座上设置有方形槽，在方形槽内装有用于复合母排机械支撑及对外部电气连接紧固的方形活动螺母。

进一步，上述绝缘支撑座的方形槽底部设置有一圆形沉孔，所述圆形沉孔为盲孔；所述复合母排端部与外部铜排搭接后，通过螺栓紧固到方形活动螺母上。

进一步，上述方形螺母与方形槽之间装配后各个匹配面之间留有活动间隙，用于调整外部铜排与复合母排的安装。

进一步，以上在左框架和右框架上安装有屏蔽支撑板，所述屏蔽支撑板通过绝缘垫柱安装有驱动板；所述屏蔽支撑板位于复合母排和驱动板之间；所述屏蔽支撑板由铝合金板双面热敷绝缘膜复合而成，在屏蔽支撑板边缘的金属部分裸露，并与框架搭接进行接地保护。

进一步，在以上左框架和右框架的侧面安装有防尘保护板，所述右框架的侧面还安装有用于驱动板电源供给的低压电源连接器；最上方还安装有用于各框架之间机械连接的盖板，所述盖板上开有用于外部光纤信号与驱动板传送的方形孔；所述左框架、右框架、上框架和盖板组成功率模块的主框架；所述主框架通过长螺杆与变流柜进行机械安装。

进一步，上述主框架通过四个长螺杆与变流柜进行机械安装，四个长螺杆根据重心分布在功率模块的四个角落位置；所述左框架、右框架和风冷散热器分别开有用于长螺杆穿过风冷散热器与变流柜安装的通孔。

本发明具有以下有益效果：