[发明专利]制动斩波功率单元

说明书

技术领域

本发明涉及电气技术领域，具体是一种新型制动斩波功率单元。

背景技术

地铁牵引系统的主要功能就是从中间直流回路取电，经过牵引逆变功率单元上IGBT组成的三相电路进行逆变后，为列车的牵引电机供电，驱动地铁车辆运行，同时通过制动斩波功率单元解决制动过程中或网压波动时造成中间电压过高，以致损害IGBT器件。地铁牵引系统是地铁车辆的核心，是地铁车辆的动力源泉，由于地铁站与站之间运行时间仅有几分钟，这就要求整个地铁牵引系统动态响应要迅速、起停要快，并且要求平稳，这就对牵引系统技术提出了更高要求。随着人们生活水平的提高，出行时会优先选择安全、快捷、绿色环保的出行工具，对于大都市人们来说，地铁是出行的最佳选择，这就要求现有的地铁运行间隔更短，承载客人更多，使得单位面积上的功率密度增大，这就要求一方面要求增大牵引功率，另一方面又要求压缩牵引系统所占的空间。

与之相关的现有技术有：一、地铁车辆的制动斩波功率单元两套分别设计在两个散热器上，属于两套独立的制动斩波功率单元，主电路间采用普通铜排和电缆连接，散热器一般采用传统铝制散热器，外加强迫风冷。该技术存在的缺点是：1）功率电路的结构复杂，功率电路出现故障时，不利于维护和更换；2）采用普通铜排连接，电路寄生电感大，功率器件容易损坏，电路可靠性差、效率低；整个主电路结构臃肿，电气间隙距离要求大，占据空间大；3）功率增大时，扩容困难或不能实现。二、制动斩波功率单元一个散热器上有两套主电路。该技术的主要缺点是：虽然两套主电路安装在同一个散热器上，但没采用完全简统化设计，不便于部件的更换、存储，产品的成本较高。三、干线机车或地铁中，一般制动功率单元和斩波功率单元是分开的，独立工作的两个产品。该技术的缺点是：制动功率单元和斩波功率单元各自独立工作，在有限的机车或地铁空间上占有很大体积，不便于安装，并且设计成本高。

本发明针对上述现有技术中存在问题，设计一种新型制动斩波功率单元，并应用在地铁牵引系统的制动斩波装置中，通过采用简统化的主电路，高效的热管散热技术，实现了主电路的高度集成，不仅提高了功率密度，而且提高了功率变换电路的可靠性。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术中存在的问题，而提供一种新型制动斩波功率单元。本发明应用在地铁牵引系统的制动斩波装置中，通过采用简统化的主电路，高效的热管散热技术，实现了主电路的高度集成，不仅提高了功率密度，而且提高了功率变换电路的可靠性。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种新型制动斩波功率单元，包括散热器和复合母排；所述散热器包括上下两段热管散热器单体，每段热管散热器单体包括散热基板、若干根L型热管和若干片散热翅，其中，若干根L型热管的竖管与散热基板平行设置且直接并排的嵌入固定在散热基板内，若干片散热翅逐片相邻的插装固定在若干根L型热管的横管上，若干根L型热管的横管端部共同安装固定有安装板，安装板两侧压接有铆接螺母；两段热管散热器单体的两个散热基板上下对齐连接固定，在两个散热基板整体的表面固定有垫板框，在两个散热基板及垫板框的整体外部套装固定有支撑框架；两段热管散热器单体的两组L型热管及散热翅的整体外部安装有保护架，保护架的一端与散热基板固定、另一端与安装板固定；所述的复合母排包括三个形状为L型扁平状且叠放在一起的母排，三个母排从上到下依次为O母排、N母排和P母排，相邻母排之间设有高绝缘强度材料；O母排、N母排和P母排的短板顶部分别向外延设有与短板垂直设置的O连接部、N连接部和P连接部，O连接部、N连接部和P连接部错开布置，其中O连接部位于中间位置，N连接部和P连接部分置于两侧位置；三个母排作为一个整体，在其整体长板上从整体短板一侧开始沿整体长板长度方向依次设有一对O接线端子、一对P接线端子、一对N接线端子和一对O接线端子，其中，O接线端子贯穿整体长板且通过焊接或冷压的方法与 O母排连接，同时O接线端子在穿过P母排和N母排的位置都设有绝缘环，绝缘环外包覆有有机聚酯薄膜；P接线端子贯穿整体长板且通过焊接或冷压的方法与 P母排连接，同时P接线端子在穿过O母排和N母排的位置都设有绝缘环，绝缘环外包覆有有机聚酯薄膜；N接线端子贯穿整体长板且通过焊接或冷压的方法与 N母排连接，同时N接线端子在穿过O母排和P母排的位置都设有绝缘环，绝缘环外包覆有有机聚酯薄膜；