制動(dòng)斬波復(fù)合母排的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子電氣技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種制動(dòng)斬波復(fù)合母排。
【背景技術(shù)】
[0002]中國鐵路的跨越式大發(fā)展，高速、重載、大功率的動(dòng)車組或電力機(jī)車馳騁在各條高速鐵路和鐵路線上，動(dòng)車機(jī)車能夠高速、安全可靠地運(yùn)行，關(guān)鍵在于其牽引和輔助系統(tǒng)性能的好壞。高壓、大電流牽引輔助變流器向高頻化發(fā)展的今天，主電路連接線的寄生參數(shù)產(chǎn)生巨大的電應(yīng)力，是造成電力電子裝置可靠性降低的重要因素。大功率變頻電源的功率器件在開關(guān)過程中，由于直流儲(chǔ)能電容至IGBT器件之間的直流母線上存在寄生電感，同時(shí)IGBT模塊自身也存在電感，因此會(huì)產(chǎn)生很高的尖峰電壓，過高的尖峰電壓，伴隨著開關(guān)頻率增大，會(huì)使器件過熱，甚至有時(shí)會(huì)造成IGBT失控并超過器件的額定安全工作區(qū)而損壞。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，主回路中關(guān)鍵部件如IGBT、續(xù)流二極管等之間的電氣連接通常采用電纜、銅排、熱敷母排連接，其存在如下缺點(diǎn):1)回路雜散電感大，會(huì)造成電壓尖峰，容易損壞功率器件，電路可靠性差:主回路中的關(guān)鍵部件如IGBT、續(xù)流二極管等之間的電氣連接通常采用電纜、銅排、熱敷母排連接時(shí)，電路的雜散電感較大，IGBT開關(guān)過程中，將產(chǎn)生較高的電壓尖峰，對(duì)功率器件有一定對(duì)沖擊，影響功率器件的壽命，從而降低了功率變換電路的可靠性，影響了整個(gè)系統(tǒng)平均無故障時(shí)間。2)安裝不便，結(jié)構(gòu)臃腫，占據(jù)空間大:電路采用電纜、銅排、熱敷母排連接時(shí)電氣間隙增大，導(dǎo)致整個(gè)功率單元體積增大，占用變流器的空間增大，影響列車整個(gè)空間減小和總質(zhì)量的減少。3)兩路主電路連接不統(tǒng)一，設(shè)計(jì)成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，而提供一種制動(dòng)斬波復(fù)合母排。
[0005]本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種制動(dòng)斬波復(fù)合母排，包括三個(gè)形狀為L(zhǎng)型扁平狀且疊放在一起的母排，三個(gè)母排從上到下依次為O母排、N母排和P母排，相鄰母排之間設(shè)有高絕緣強(qiáng)度材料；0母排、N母排和P母排的短板頂部分別向外延設(shè)有與短板垂直設(shè)置的O連接部、N連接部和P連接部，O連接部、N連接部和P連接部錯(cuò)開布置，其中O連接部位于中間位置，N連接部和P連接部分置于兩側(cè)位置；三個(gè)母排作為一個(gè)整體，在其整體長(zhǎng)板上從整體短板一側(cè)開始沿整體長(zhǎng)板長(zhǎng)度方向依次設(shè)有一對(duì)O接線端子、一對(duì)P接線端子、一對(duì)N接線端子和一對(duì)O接線端子，其中，O接線端子貫穿整體長(zhǎng)板且通過焊接或冷壓的方法與O母排連接，同時(shí)O接線端子在穿過P母排和N母排的位置都設(shè)有絕緣環(huán)，絕緣環(huán)外包覆有有機(jī)聚酯薄膜；P接線端子貫穿整體長(zhǎng)板且通過焊接或冷壓的方法與P母排連接，同時(shí)P接線端子在穿過O母排和N母排的位置都設(shè)有絕緣環(huán)，絕緣環(huán)外包覆有有機(jī)聚酯薄膜；N接線端子貫穿整體長(zhǎng)板且通過焊接或冷壓的方法與N母排連接，同時(shí)N接線端子在穿過O母排和P母排的位置都設(shè)有絕緣環(huán)，絕緣環(huán)外包覆有有機(jī)聚酯薄膜；。
[0006]本發(fā)明設(shè)計(jì)將制動(dòng)斬波主電路，即IGBT開關(guān)管和二極管通過復(fù)合母排實(shí)現(xiàn)。其電路原理圖如圖4所示，從該電路原理圖可知，該制動(dòng)斬波功率模塊主電路為相同的兩路，其中組一中Pl (DC+)，NI (DC-)直流輸入端，01為模塊制動(dòng)斬波直流輸出端，Pl (DC+)和01端子間接制動(dòng)斬波電阻；組二中P2(DC+)，N2 (DC-)直流輸入端，02為模塊制動(dòng)斬波直流輸出端，P2 (DC+)和02端子間接制動(dòng)斬波電阻；V1/V2為IGBT功率器件，D1/D2為續(xù)流二極管，DRV1/DRV2為驅(qū)動(dòng)控制板，PB1/PB2為適配板，PTB電源轉(zhuǎn)換板，K1/K2為溫度繼電器，通過制動(dòng)斬波控制單元進(jìn)行控制，從而控制制動(dòng)斬波開關(guān)器件IGBT的導(dǎo)通與關(guān)斷，完成車輛電阻制動(dòng)功能，實(shí)施電阻制動(dòng)，降低閘瓦的功耗。本發(fā)明根據(jù)上述電路原理，將母排設(shè)計(jì)為“P (DC+) ”、“N(DC-) ”及 “O” 三層，“P (DC+) ”為正極電位 860Vdc ?915Vdc，“N(DC_) ”為負(fù)極電位0V，“0”為制動(dòng)電阻輸出端。同時(shí)考慮整個(gè)母排的占據(jù)空間大小，所以每層之間的距離在滿足電壓電流的條件下要盡量小。
[0007]本發(fā)明制動(dòng)斬波復(fù)合母排融合了主電路原理圖中開關(guān)器件IGBT和續(xù)流二極管的電路功能，將高壓部分通過母排實(shí)現(xiàn)了電氣連接。根據(jù)電磁場(chǎng)理論，把連接導(dǎo)線做成扁平截面，在同樣截面下做的越薄越寬，它的寄生電感越??；相鄰導(dǎo)線內(nèi)流過相反的電流，其磁場(chǎng)抵消，也可使寄生電感減?。欢蚁噜弻?dǎo)體間距離越小，寄生電感越?。徽?fù)極重疊區(qū)域越多，寄生電感越小。因此，本發(fā)明將母排設(shè)計(jì)成扁平狀，并且疊放在一起，每層之間必須用高絕緣強(qiáng)度的材料隔離，這樣不僅滿足了低感的要求，提高IGBT工作的可靠性，還可簡(jiǎn)化裝置結(jié)構(gòu)，縮小體積。
[0008]進(jìn)一步的，O母排、N母排和P母排都為表面電解鍍錫的銅排，銅排厚度為3mm、錫層厚度不小于15 μ m，相鄰母排之間的高絕緣強(qiáng)度材料的厚度不大于0.5_。這樣設(shè)計(jì)可以滿足復(fù)合母排的局部放電要求，延長(zhǎng)母排的使用壽命。
[0009]相鄰母排之間的高絕緣強(qiáng)度材料采用GP0-3層壓板。高絕緣強(qiáng)度材料的選擇與直流母線電壓和層間距離有關(guān)，該復(fù)合母排直流回路額定電壓為900V，最高工作電壓為1200V，同時(shí)耐壓值為3900V，故絕緣材料選擇“GP0-3層壓板”，又稱UPGM-203，這種材料在高濕下電氣性能好，具有阻燃性、耐電弧。
[0010]O母排、N母排和P母排以及其之間的高絕緣強(qiáng)度材料是采用壓膜方式處理形成一體的。為防止三層導(dǎo)體端面之間發(fā)生起弧現(xiàn)象，根據(jù)系統(tǒng)要求的爬電距離和環(huán)境條件進(jìn)行選擇，該復(fù)合母排采用壓模方式，將端面密封處理。
[0011]本發(fā)明從實(shí)際應(yīng)用需求出發(fā)，采用集成度好，雜散電感小的高壓絕緣復(fù)合母排，從而解決了以下幾個(gè)方面的問題:1)解決了主電路采用普通連接方式時(shí)雜散電感大，功率器件容易損壞，電路可靠性差的問題。2)解決了主電路電纜、銅排連接多，布局復(fù)雜，質(zhì)量不可靠的問題，減小了系統(tǒng)體積，重量，并且方便主電路的維修和維護(hù)。3)通過優(yōu)化模塊整體結(jié)構(gòu)