[发明专利]一种适用于机车动车变流器的过压保护电阻简统化设计方法

说明书

本发明涉及电传动系统变流器上过压保护电阻的选型方法，具体为一种适用于机车动车变流器的过压保护电阻简统化设计方法，根据牵引主电路拓扑结构、中间直流环节电压等级、轴功率、IGBT器件载流承受能力、辅助主电路是否共用中间回路、辅助主电路容量，进行过压保护电阻选型计算，结合实际应用，利用单体过压保护电阻进行过压保护电阻简统化的设计。过压保护电阻根据应用主电路简统化形式，提出单体过压保护电阻简统化设计思路，减少选型种类型号，缩短开发周期，提高电阻可靠性的同时提升变流器系统运行稳定性；单体过压保护电阻结构设计，利于产品集成、降低柜体设计复杂性；过压保护电阻小组件结构设计，便于柜体布局及安装维修维护。

技术领域

本发明涉及电传动系统变流器上过压保护电阻的选型方法，具体为一种适用于机车动车变流器的过压保护电阻简统化设计方法。

背景技术

现在铁路行业飞速发展，电阻作为电传动系统变流器上重要功率部件，承担消耗变流器系统运行中多余能量的作用。其中，过压保护电阻主要用于当系统出现制动、空转、滑行、负载突切、网压畸变等情况时，主电路直流母线电压高于设定的保护动作值，此时斩波回路开通将电路中瞬时过电压能量进行释放，消除过电压。过压保护电阻作为保护车辆变流装置不被系统过电压冲击损坏的功率器件，在部件选型设计上一直存在各车型电阻型号均特定设计的问题。长此以往，机车车辆变流系统使用的电阻器零部件杂乱繁多，互换性差，不利于列车总体设计模块化、通用化，同时也给变流器生产、库存和维修增加难度。

一般情况下，针对不同车型变流器的系统需求，分别进行过压保护电阻电气参数选型、结构型式选择，这种方式存在以下缺点：

1、机车动车变流器主电路拓扑形式不一，电气参数不相同，因此选型过的过压保护电阻种类、数量较多，厂内积压库存量大，不利于产品重复使用；

2、电阻结构尺寸差异大，安装接口形式多，变流柜体内过压保护电阻安装位置不固定，安装不便，也不利于故障的排查维修；

3、过压保护电阻型号多，设计的每种电阻型号都需要做型式试验，可靠性低，产品成本高。

发明内容

本发明提供一种基于轨道交通变流器部件简统化的单体过压保护电阻设计方法，采用串并联单体电阻结构组合方式，适用于大功率电力机车和动车的不同电压等级和拓扑电路，降低变流器应用过压保护电阻的选型设计复杂度，控制设计生产成本，提高变流系统应用过压保护电阻可用性。

本发明是采用如下的技术方案实现的：一种适用于机车动车变流器的过压保护电阻简统化设计方法，根据牵引主电路拓扑结构、中间直流环节电压等级、轴功率、IGBT器件载流承受能力、辅助主电路是否共用中间回路、辅助主电路容量，进行过压保护电阻选型计算，结合实际应用，利用单体过压保护电阻进行过压保护电阻简统化的设计。

上述的一种适用于机车动车变流器的过压保护电阻简统化设计方法，过压保护电阻的阻值由总功率、电压等级和IGBT器件载流承受能力限定了最大最小边界值，设计的单体过压保护电阻满足阻值计算范围。

上述的一种适用于机车动车变流器的过压保护电阻简统化设计方法，单体过压保护电阻所能承受的能量受限、载流能力受限，单体过压保护电阻串并联进行组合使用。

上述的一种适用于机车动车变流器的过压保护电阻简统化设计方法，不同规格单体电阻串并联会造成电阻内部老化进度不平衡，电阻存在损坏的可能性，使用同一规格单体过压保护电阻进行串并联并保证结构上对称匹配，提高电阻可靠性。

上述的一种适用于机车动车变流器的过压保护电阻简统化设计方法，最终简统化设计过压保护电阻为单体过压保护电阻1.5Ω-150kJ规格型号。

上述的一种适用于机车动车变流器的过压保护电阻简统化设计方法，单体过压保护电阻选择敞露式螺旋带结构型式。