三电平逆变功率单元的制作方法

专利检索2025-01-14  28


本申请涉及电子电力,具体地,涉及一种三电平逆变功率单元。


背景技术:

1、逆变功率单元是高速飞车牵引变流系统的重要组成部分,为牵引变流系统提供电能来源,其基本功能是牵引工况时把直流电变换成频率和幅值都可调的三相交流电,配合直线同步电机为高速飞车提供所需推力。

2、高速飞车一般运行速度≥1000km/h,对牵引变流系统的输出功率要求较高,但是目前的普通逆变功率单元的功率较小,无法满足高速飞车的运行需求。

3、因此,目前亟需一种功率较大的逆变功率单元。


技术实现思路

1、为了解决上述技术问题,本申请实施例中提供了一种三电平逆变功率单元。

2、本申请实施例的第一个方面,提供了一种三电平逆变功率单元,包括:

3、钳位二极管模块;

4、四个并联的开关模块,与所述钳位二极管模块电连接,每个所述开关模块包括多个并联的电子开关,所述开关模块用于将直流电转换为交流电输出;

5、电容模块,分别与各所述开关模块电连接,所述电容模块用于吸收所述开关模块在导通与关断时产生的突波尖峰电压。

6、在本申请一个可选实施例中,上述三电平逆变功率单元,还包括:

7、母排,包括多个极板,一个极板至少对应连接一个所述开关模块。

8、在本申请一个可选实施例中,所述开关模块包括依次电连接的:第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块和第四开关模块,所述钳位二极管模块包括:第一钳位二极管和第二钳位二极管,所述开关模块在所述多个极板之间的通路划分包括:

9、当输出电流为正时:

10、若输入为p电平时,所述第一开关模块与所述第二开关模块构成第一通路;

11、若输入为o电平时,所述第一钳位二极管与所述第二开关模块构成第二通路;

12、若输入为n电平时,所述第四开关模块与所述第三开关模块的续位二极管构成第三通路;

13、当输出电流为负时:

14、若输入为p电平时,所述第二开关模块与所述第一开关模块的续流二极管构成第四通路;

15、若输入为o电平时,所述第三开关模块与所述第二钳位二极管构成第五通路;

16、若输入为n电平时,所述第三开关模块与所述第四开关模块构成第六通路。

17、在本申请一个可选实施例中,相邻两个极板之间设置有一绝缘板层。

18、在本申请一个可选实施例中,所述开关模块至少包括:

19、可控半导体器件;

20、驱动器件,与所述可控半导体器件一一对应,用于驱动所述可控半导体器件的导通与关断。

21、在本申请一个可选实施例中,上述三电平逆变功率单元,还包括:

22、光纤连接器,与所述驱动器件信号连接,用于收发并分配所述开关模块与脉冲分配板之间的脉冲信号并转发至所述驱动器件。

23、在本申请一个可选实施例中,上述三电平逆变功率单元,还包括:

24、水冷板,所述钳位二极管模块、所述电容模块和四个所述开关模块设置于所述水冷板,所述水冷板用于调节所述钳位二极管模块、所述电容模块和四个所述开关模块的温度。

25、在本申请一个可选实施例中,上述三电平逆变功率单元,还包括:

26、快接水嘴,设置于所述水冷板的进出水口,用于连接外部循环水路。

27、在本申请一个可选实施例中,上述三电平逆变功率单元,还包括:

28、温控开关,分别与所述水冷板和各所述开关模块信号连接,用于在所述水冷板的温度大于预设阈值时控制所述开关模块关断。

29、本申请实施例的第二个方面,提供了一种高速飞车牵引变流系统,包括如上任一项所述的三电平逆变功率单元。

30、第一方面,本申请实施例通过钳位二极管模块和开关模块将待转换的直流电转换为交流电,并通过并联的四个开关模块提高该交流电的功率,从而提供一种高功率的三电平逆变功率单元,满足飞车系统的高功率需求;第二方面,本申请实施例通过设置电容模块,可以吸收开关模块在导通或关断时产生的突波尖峰电压,使得各个开关模块的电压更为稳定,三电平逆变功率单元工作性能更为稳定。



技术特征:

1.一种三电平逆变功率单元,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的三电平逆变功率单元,其特征在于,还包括:

3.根据权利要求2所述的三电平逆变功率单元,其特征在于,所述开关模块包括依次电连接的:第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块和第四开关模块,所述钳位二极管模块包括:第一钳位二极管和第二钳位二极管,所述开关模块在所述多个极板之间的通路划分包括:

4.根据权利要求2所述的三电平逆变功率单元,其特征在于,相邻两个极板之间设置有一绝缘板层。

5.根据权利要求2所述的三电平逆变功率单元,其特征在于,所述开关模块至少包括:

6.根据权利要求5所述的三电平逆变功率单元,其特征在于,还包括:

7.根据权利要求1所述的三电平逆变功率单元,其特征在于,还包括:

8.根据权利要求7所述的三电平逆变功率单元,其特征在于,还包括:

9.根据权利要求7所述的三电平逆变功率单元,其特征在于,还包括:

10.一种高速飞车牵引变流系统,其特征在于,包括如权利要求1-9任一项所述的三电平逆变功率单元。


技术总结
本申请实施例提供了一种三电平逆变功率单元,涉及电子电力技术领域。该三电平逆变功率单元,包括:钳位二极管模块;四个并联的开关模块,与所述钳位二极管模块电连接,每个所述开关模块包括多个并联的电子开关,所述开关模块用于将直流电转换为交流电输出;电容模块,分别与各所述开关模块电连接,所述电容模块用于吸收所述开关模块在导通与关断时产生的突波尖峰电压。钳位二极管模块和四个并联的开关模块将待转换的直流电转换为交流电,然后通过并联的多个开关模块提高该交流电的功率,从而提供一种高功率的三电平逆变功率单元,满足飞车系统的高功率需求。

技术研发人员:毛凯,张在杰,杨鑫,马逊,王海亮,陈玫志,袁小峰
受保护的技术使用者:中国航天科工飞航技术研究院(中国航天海鹰机电技术研究院)
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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