一種勵磁斬波器的制造方法
【專利摘要】本申請公開了一種勵磁斬波器，包括：主電路模塊、控制模塊、散熱器和封裝外殼；所述封裝外殼用于將所述主電路模塊、控制模塊和散熱器封裝在一起，以提高所述勵磁斬波器的集成度，從而實現(xiàn)便于管理人員對所述勵磁斬波器的快速控制、維護以及檢修的目的。并且所述整理模塊、斬波模塊、放電電阻、吸收電阻和吸收電容固定于所述散熱器表面；所述支撐電容模塊、驅(qū)動模塊和電壓采集模塊封裝于電容盒中，充分利用空間，結(jié)構(gòu)布局緊湊合理，充分考慮了散熱點的溫升，避免溫度過度集中。進一步的，所述散熱器對貼放在其表面的器件產(chǎn)生的熱量進行傳遞和冷卻，使所述整流模塊和斬波模塊中的元件處于正常工作范圍。
【專利說明】
一種勵磁斬波器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本申請涉及機械自動化技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種勵磁斬波器。
【背景技術(shù)】
[0002]內(nèi)燃機車中通常需要采用大電流發(fā)電機為其提供牽引動力，現(xiàn)有技術(shù)中通常采用相控控制方式或勵磁斬波控制方式來實現(xiàn)對內(nèi)燃機車發(fā)電機的控制。但是相控控制器容易引起輸入電源波形畸變，諧波含量過高的問題，并且相控控制器對于同步信號和輸入電源信號的要求較高。因此一般采用勵磁斬波器實現(xiàn)對發(fā)電機的勵磁斬波控制。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的勵磁斬波器主要包括整流部分、中間支撐電容、斬波部分和控制部分，此外還包括電壓采集板、驅(qū)動板、放電電阻、吸收電容和吸收電阻。當所述勵磁斬波器工作時，輸入電壓向所述勵磁斬波器輸入交流電壓，經(jīng)過整流部分整流為直流部分，由中間支撐電容進行儲能濾波，后級送由斬波部分處理后向發(fā)電機的勵磁線圈輸出電流，以驅(qū)動所述發(fā)電機工作。在這個過程中，所述電壓采集板、驅(qū)動板和控制部分在內(nèi)燃機車的微機網(wǎng)路系統(tǒng)的控制下完成對所述勵磁斬波器的工作狀態(tài)的控制，以及所述發(fā)電機的狀態(tài)檢測。
[0004]但是現(xiàn)有技術(shù)中的整流部分、斬波部分以及控制部分通常都是彼此分立，并且控制部分通常集成于所述微機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，由于所述勵磁斬波器的集成度低，因此不利于對所述勵磁斬波器的快速控制以及維護和檢修操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種勵磁斬波器，以實現(xiàn)提高所述勵磁斬波器的集成度，便于管理人員對所述勵磁斬波器的快速控制以及維護、檢修的目的。
[0006]為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明實施例提供了如下技術(shù)方案:
[0007]—種勵磁斬波器，用于為發(fā)電機提供勵磁電流，包括:主電路模塊、控制模塊、散熱器和封裝外殼;其中，
[0008]所述主電路模塊包括整流模塊、支撐電容模塊、斬波模塊、控制模塊、電壓采集模塊、驅(qū)動模塊、放電電阻、吸收電阻和吸收電容，用于為所述發(fā)電機提供勵磁電流;其中，所述支撐電容模塊、驅(qū)動模塊和電壓采集模塊封裝于電容盒中；所述整流模塊、斬波模塊、放電電阻、吸收電阻和吸收電容固定于所述散熱器表面；
[0009]所述電容盒與所述整流模塊和斬波模塊連接，固定于所述整流模塊背離所述散熱器一側(cè)；
[0010]所述電壓采集模塊用于采集所述主電路模塊的輸入電壓，并向所述控制模塊傳送；
[0011]所述控制模塊設(shè)置于所述電容盒背離所述散熱器一側(cè)，與所述電容盒固定連接，用于獲取所述發(fā)電機的輸出，并根據(jù)外界電壓指令、所述主電路模塊的輸入電壓及所述發(fā)電機的輸出控制所述主電路模塊的工作狀態(tài)；
[0012]優(yōu)選的，所述控制模塊包括電源板、控制板和檢測板；
[0013]所述檢測板用于檢測所述主電路模塊的輸入信號、輸出信號以及所述發(fā)電機的輸出信號，并傳送給所述控制板；
[0014]所述控制板根據(jù)所述主電路模塊的輸入信號、輸出信號以及所述發(fā)電機的輸出信號向所述驅(qū)動模塊發(fā)送控制信號，所述驅(qū)動模塊根據(jù)所述控制信號控制所述斬波模塊中開關(guān)元件的關(guān)斷脈沖頻率和脈沖寬度，以調(diào)節(jié)所述勵磁斬波器的輸出電流。
[0015]優(yōu)選的，所述控制模塊包括:
[0016]獲取單元，用于獲取所述發(fā)電機的輸出電壓和輸出電流；
[0017]換算單元，用于根據(jù)外界電壓指令獲取所述發(fā)電機的電壓給定值；
[0018]補償單元，用于比較所述輸出電壓與所述電壓給定值，并根據(jù)比較結(jié)果對所述主電路模塊進行負反饋補償；
[0019]功率限制單元，用于根據(jù)所述發(fā)電機的輸出電壓和輸出電流計算其輸出功率，當所述輸出功率超過預設(shè)值時限制所述主電路模塊輸出的勵磁電流，以避免所述發(fā)電機的輸出電流過大。
[0020]優(yōu)選的，所述電容盒包括第一外殼以及通過電容支架固定于所述第一外殼中的4個干式薄膜濾波電容，所述干式薄膜濾波電容的極板朝向所述第一外殼內(nèi)壁的同一側(cè)；[0021 ] 4個所述干式薄膜濾波電容通過低感母排與所述整流模塊和斬波模塊連接；
[0022]所述驅(qū)動模塊和電壓采集模塊固定于所述第一外殼外表面。
[0023]優(yōu)選的，所述驅(qū)動模塊和電壓采集模塊通過抽屜式固定架固定于所述第一外殼外表面。
[0024]優(yōu)選的，所述勵磁斬波器還包括絕緣板；
[0025]所述絕緣板設(shè)置于所述低感母排的出線處，用于防止電氣擊穿并增強所述勵磁斬波器的絕緣耐壓性能。
[0026]優(yōu)選的，所述控制模塊包括第二外殼以及設(shè)置于所述第二外殼內(nèi)部的電源板、控制板和檢測板；
[0027]所述第二外殼具有至少一個安裝扶手。
[0028]優(yōu)選的，所述控制模塊通過第一連接器實現(xiàn)與所述主電路模塊的連接，通過第二連接器實現(xiàn)與所述驅(qū)動模塊的連接。
[0029]優(yōu)選的，所述勵磁斬波器還包括:至少兩個支撐桿；
[0030]所述至少兩個支撐桿設(shè)置于所述散熱器一側(cè)，用于當所述勵磁斬波器垂直安裝時，支撐所述勵磁斬波器。
[0031 ]優(yōu)選的，所述封裝外殼為4個擋板；
[0032]所述4個擋板分別設(shè)置于所述控制模塊和散熱器與豎直方向平行的四個面的外表面，以防止異物進入所述勵磁斬波器內(nèi)部。
[0033]優(yōu)選的，所述電壓采集模塊包括多個電壓采集電路，用于采集所述勵磁斬波器的輸入端以及中間直流端的電壓；
[0034]所述電壓采集電路包括第一采集支路、第二采集支路和電流傳感器;所述第一采集支路的一端作為電壓檢測輸入端，另一端與所述電流傳感器的輸入端連接;所述第二采集支路的一端作為電壓檢測輸出端，另一端與所述電流傳感器的輸出端連接；
[0035]所述第一采集支路包括多個依次串接的電阻，所述第二采集支路包括與所述第一采集支路數(shù)量相同且依次串接的電阻。
[0036]從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例提供了一種勵磁斬波器，所述勵磁斬波器利用所述封裝外殼將所述主電路模塊、控制模塊和散熱器封裝在一起，以提高所述勵磁斬波器的集成度，從而實現(xiàn)便于管理人員對所述勵磁斬波器的快速控制、維護以及檢修的目的。并且所述整理模塊、斬波模塊、放電電阻、吸收電阻和吸收電容固定于所述散熱器表面;所述支撐電容模塊、驅(qū)動模塊和電壓采集模塊封裝于電容盒中，充分利用空間，結(jié)構(gòu)布局緊湊合理，充分考慮了散熱點的溫升，避免溫度過度集中。進一步的，所述散熱器對貼放在其表面的器件產(chǎn)生的熱量進行傳遞和冷卻，使所述整流模塊和斬波模塊中的元件處于正常工作范圍。
【附圖說明】
[0037]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0038]圖1為本申請的一個實施例提供的一種勵磁斬波器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖2為本申請的一個實施例提供的一種勵磁斬波器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖3為本申請的一個實施例提供的一種散熱器表面區(qū)域分布不意圖；
[0041]圖4為本申請的一個實施例提供的一種控制模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0042]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0043]本申請實施例提供了一種勵磁斬波器，用于為發(fā)電機提供勵磁電流，如圖1和圖2所示，包括:主電路模塊、控制模塊101、散熱器103和封裝外殼;其中，
[0044]所述主電路模塊包括整流模塊、支撐電容模塊、斬波模塊、控制模塊101、電壓采集模塊、驅(qū)動模塊、放電電阻Rl、吸收電阻R2和吸收電容C，用于為所述發(fā)電機提供勵磁電流；其中，所述支撐電容模塊、驅(qū)動模塊和電壓采集模塊封裝于電容盒102中；所述整流模塊、斬波模塊、放電電阻R1、吸收電阻R2和吸收電容C固定于所述散熱器103表面；
[0045]所述電容盒102與所述整流模塊和斬波模塊連接，固定于所述整流模塊背離所述散熱器103—側(cè)；
[0046]所述電壓采集模塊用于采集所述主電路模塊的輸入電壓，并向所述控制模塊101傳送；
[0047]所述控制模塊101設(shè)置于所述電容盒102背離所述散熱器103—側(cè)，與所述電容盒102固定連接，用于獲取所述發(fā)電機的輸出，并根據(jù)外界電壓指令、所述主電路模塊的輸入電壓及所述發(fā)電機的輸出控制所述主電路模塊的工作狀態(tài)；
[0048]所述封裝外殼(附圖2中未示出)用于將所述主電路模塊、控制模塊101和散熱器103封裝在一起。
[0049]需要說明的是，圖1中的標號100為所述勵磁斬波器100的電路結(jié)構(gòu)，主要包括整流模塊、支撐電容模塊、斬波模塊和控制模塊101，此外還包括電壓采集板、驅(qū)動板、放電電阻R1、吸收電容C和吸收電阻R2。當所述勵磁斬波器100工作時，輸入電壓向所述勵磁斬波器100輸入交流電壓，經(jīng)過整流模塊整流為直流部分，由支撐電容模塊進行儲能濾波，以快速補充輸出電流，保持中間電壓的基本穩(wěn)定，后級送由斬波模塊處理后向發(fā)電機的勵磁線圈輸出電流，以驅(qū)動所述發(fā)電機工作。在這個過程中，所述電壓采集板、驅(qū)動板和控制模塊101完成對所述勵磁斬波器100的工作狀態(tài)的控制，以及所述發(fā)電機的狀態(tài)檢測。圖2為所述勵磁斬波器100的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0050]所述勵磁斬波器100利用所述封裝外殼將所述主電路模塊、控制模塊101和散熱器103封裝在一起，以提高所述勵磁斬波器100的集成度，從而實現(xiàn)便于管理人員對所述勵磁斬波器100的快速控制、維護以及檢修的目的。并且所述整理模塊、斬波模塊、放電電阻Rl、吸收電阻R2和吸收電容C固定于所述散熱器103表面;所述支撐電容模塊、驅(qū)動模塊和電壓采集模塊封裝于電容盒102中，充分利用空間，結(jié)構(gòu)布局緊湊合理，充分考慮了散熱點的溫升，避免溫度過度集中。進一步的，所述散熱器103對貼放在其表面的器件產(chǎn)生的熱量進行傳遞和冷卻，使所述整流模塊和斬波模塊中的元件處于正常工作范圍。
[0051]在上述實施例的基礎(chǔ)上，本申請的一個具體實施例中提供了一種可行的將所述整流模塊、斬波模塊、放電電阻R1、吸收電阻R2和吸收電容C固定于所述散熱器103表面的分布方式，如圖3所不，在本實施例中，所述散熱器103表面具有沿第一方向分布的第一區(qū)域103A和第二區(qū)域103B;所述整流模塊固定于所述第一區(qū)域103A中，所述斬波模塊、放電電阻R1、吸收電阻R2和吸收電容C沿第二方向固定于所述第一區(qū)域103A中。其中，所述第一方向與所述第二方向垂直，且所述第一方向平行于所述散熱器103長邊方向。
[0052]需要說明的是，由圖1可以看出所述整流模塊由多個二極管構(gòu)成，所述斬波模塊由兩個二極管和兩個場效應管構(gòu)成，在所述勵磁斬波器100工作時，其產(chǎn)生的熱量主要是由所述斬波模塊和整流模塊產(chǎn)生的，因此將所述斬波模塊和整流模塊分別設(shè)置于所述第一區(qū)域103A和第二區(qū)域103B有助于它們自身產(chǎn)生的熱量通過所述散熱器103散發(fā)或者直接向空氣中揮發(fā)掉。本實施例僅提供了一種可行的所述散熱器103表面器件分布的方式，但本申請對此并不做限定，其他分布方式亦可，具體視實際情況而定。
[0053]在上述實施例的基礎(chǔ)上，在本申請的一個優(yōu)選實施例中，所述控制模塊101包括電源板、控制板和檢測板，所述檢測板用于檢測所述主電路模塊的輸入信號、輸出信號以及所述發(fā)電機的輸出信號，并傳送給所述控制板；
[0054]所述控制板根據(jù)所述主電路模塊的輸入信號、輸出信號以及所述發(fā)電機的輸出信號向所述驅(qū)動模塊發(fā)送控制信號，所述驅(qū)動模塊根據(jù)所述控制信號控制所述斬波模塊中開關(guān)元件的關(guān)斷脈沖頻率和脈沖寬度，以調(diào)節(jié)所述勵磁斬波器100的輸出電流；
[0055]所述電源板用于接收外部電源(如圖1所示的蓄電池)的驅(qū)動電源，并將所述驅(qū)動電壓轉(zhuǎn)換后為所述控制板、檢測板和驅(qū)動模塊提供工作電源。
[0056]需要說明的是，由于所述控制板、檢測板和驅(qū)動模塊的所需的工作電源均不相同，因此需要所述電源板將所述外部電源的驅(qū)動電源進行轉(zhuǎn)換后為所述控制板、檢測板和驅(qū)動模塊提供工作電源。
[0057]在本實施例中，所述電源板在將所述外部電源的驅(qū)動電源轉(zhuǎn)換為幅值為5V、15V和-15V工作電源后分別為所述控制板、檢測板以及驅(qū)動模塊提供。檢測板檢測所述主電路模塊的輸入信號、輸出信號以及所述發(fā)電機的輸出信號后，傳送給所述控制板進行處理;所述控制板根據(jù)所述主電路模塊的輸入信號、輸出信號以及所述發(fā)電機的輸出信號向所述驅(qū)動模塊發(fā)送控制信號(脈沖寬度調(diào)制波，Pulse Width M0dulati0n，PffM波)，所述驅(qū)動模塊根據(jù)所述控制信號控制所述斬波模塊中開關(guān)元件的關(guān)斷脈沖頻率和脈沖寬度，以調(diào)節(jié)所述勵磁斬波器100的輸出電流(即所述發(fā)電機勵磁線圈中的勵磁電流)，從而實現(xiàn)所述勵磁斬波器100的控制閉環(huán)。
[0058]在上述實施例的基礎(chǔ)上，在本申請的另一個實施例中，如圖4所示，所述控制模塊101包括:
[0059]獲取單元Cll，用于獲取所述發(fā)電機的輸出電壓和輸出電流；
[0060]換算單元C12，用于根據(jù)外界電壓指令獲取所述發(fā)電機的電壓給定值；
[0061]補償單元C13，用于比較所述輸出電壓與所述電壓給定值，并根據(jù)比較結(jié)果對所述主電路模塊進行負反饋補償；
[0062]功率限制單元C14，用于根據(jù)所述發(fā)電機的輸出電壓和輸出電流計算其輸出功率，當所述輸出功率超過預設(shè)值時限制所述主電路模塊輸出的勵磁電流，以避免所述發(fā)電機的輸出電流過大。
[0063]需要說明的是，在本實施例中，如圖1所示，所述獲取單元ClI通過所述勵磁斬波器100外部的電壓反饋裝置獲取所述發(fā)電機的輸出電壓，通過電流反饋裝置獲取所述發(fā)電機的輸出電流;換算單元C12根據(jù)外界電壓指令(一般通過圖1中的微機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)出)獲取發(fā)電機的電壓給定值;所述補充單元根據(jù)所述輸出電壓與電壓給定值之間的偏差值進行負反饋補償(比例-積分-微分調(diào)節(jié),Proport1n-1ntegral-Differential coefficientRegulating，PID調(diào)節(jié))，并且所述PID調(diào)節(jié)采取可變參數(shù)調(diào)節(jié)，當所述偏差值大于預設(shè)閾值時，采取較大的P參數(shù)，當所述偏差值小于預設(shè)閾值時，采取較小的P參數(shù)，實現(xiàn)快速電壓跟蹤控制。
[0064]并且，為了避免出現(xiàn)發(fā)電機輸出電流過大的情況，所述功率限制單元C14用于根據(jù)所述發(fā)電機的輸出電壓和輸出電流計算其輸出功率，當所述輸出功率超過預設(shè)值時限制所述主電路模塊輸出的勵磁電流，以避免所述發(fā)電機的輸出電流過大。
[0065]在上述實施例的基礎(chǔ)上，在本申請的一個實施例中，所述電容盒102包括第一外殼以及通過電容支架固定于所述第一外殼中的4個干式薄膜濾波電容，所述干式薄膜濾波電容的極板朝向所述第一外殼內(nèi)壁的同一側(cè)；
[0066]4個所述干式薄膜濾波電容通過低感母排與所述整流模塊和斬波模塊連接，以降低雜散電感，減少所述主電路模塊中的電壓電流尖峰；
[0067]所述驅(qū)動模塊和電壓采集模塊固定于所述第一外殼外表面。
[0068]需要說明的是，干式薄膜濾波電容相較于普通極板電容在高頻條件下，內(nèi)阻阻抗降低，噪聲減小，而且壽命較長;并且相較于極板電容的體積較小，有助于降低所述勵磁斬波器100的體積，實現(xiàn)其小型化。但本申請對所述支撐電容模塊采用的電容的具體種類并不做限定，具體視實際情況而定。
[0069]所述干式薄膜濾波電容的極板朝向所述第一外殼內(nèi)壁的同一側(cè)的目的是便于所述低感母排直接連接。并且為了進一步節(jié)省空間，所述電壓采集模塊和驅(qū)動模塊固定安裝在所述電容盒102 (第一外殼)的下表面。
[0070]進一步的，在本申請的一個優(yōu)選實施例中，所述驅(qū)動模塊和電壓模塊通過抽屜式固定架固定于所述第一外殼外表面，便于所述驅(qū)動模塊和電壓采集模塊的安裝和拆卸。
[0071]在上述實施例的基礎(chǔ)上，在本申請的另一個實施例中，所述勵磁斬波器100還包括絕緣板；
[0072]所述絕緣板設(shè)置于所述低感母排的出線處，用于防止電氣擊穿并增強所述勵磁斬波器100的絕緣耐壓性能。
[0073]在上述實施例的基礎(chǔ)上，在本申請的又一個實施例中，所述控制模塊101包括第二外殼以及設(shè)置于所述第二外殼內(nèi)部的電源板、控制板和檢測板；
[0074]所述第二外殼具有至少一個安裝扶手。
[0075]需要說明的是，設(shè)置所述安裝扶手的目的是便于所述勵磁斬波器100的組裝以及挪動。在本申請的一個優(yōu)選實施例中，所述第二外殼具有兩個安裝扶手，且所述兩個安裝扶手分別設(shè)置于所述第二外殼的兩條邊。但本申請對所述安裝扶手的數(shù)量以及在上述第二外殼表面的分布方式并不做限定，具體視實際情況而定。
[0076]在上述實施例的基礎(chǔ)上，在本申請的再一個實施例中，所述控制模塊101通過第一連接器實現(xiàn)與所述主電路模塊的連接，通過第二連接器實現(xiàn)與所述驅(qū)動模塊的連接。
[0077]在本實施例中，所述第一連接器實現(xiàn)將所述主電路模塊與控制模塊101之間的信號傳輸，并且實現(xiàn)了所述勵磁斬波器100與外部器件(如圖1中的蓄電池、微機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等)的信號傳輸;所述第二連接器實現(xiàn)所述控制模塊101與所述驅(qū)動模塊之間的信號傳輸。
[0078]在上述實施例的基礎(chǔ)上，在本申請的一個優(yōu)選實施例中，所述勵磁斬波器100還包括:至少兩個支撐桿；
[0079]所述至少兩個支撐桿設(shè)置于所述散熱器103—側(cè)，用于當所述勵磁斬波器100垂直安裝時，支撐所述勵磁斬波器100。本申請對所述支撐桿的具體數(shù)量并不做限定，可以是2個、3個或4個等，具體視實際情況而定。
[0080]在上述實施例的基礎(chǔ)上，在本申請的另一個優(yōu)選實施例中，所述封裝外殼為4個擋板；
[0081]所述4個擋板分別設(shè)置于所述控制模塊101和散熱器103與豎直方向平行的四個面的外表面，以防止異物進入所述勵磁斬波器100內(nèi)部。
[0082]在上述實施例的基礎(chǔ)上，在本申請的又一個優(yōu)選實施例中，所述電壓采集模塊包括多個電壓采集電路，用于采集所述勵磁斬波器100的輸入端以及中間直流端的電壓；
[0083]所述電壓采集電路包括第一采集支路、第二采集支路和電流傳感器;所述第一采集支路的一端作為電壓檢測輸入端，另一端與所述電流傳感器的輸入端連接;所述第二采集支路的一端作為電壓檢測輸出端，另一端與所述電流傳感器的輸出端連接；
[0084]所述第一采集支路包括多個依次串接的電阻，所述第二采集支路包括與所述第一采集支路數(shù)量相同且依次串接的電阻。
[0085]在本實施例中，所述電壓采集電路通過電阻分壓降壓，形成一個小電流信號，該信號經(jīng)過所述電流傳感器進行隔離轉(zhuǎn)換，送給所述控制板進行處理以獲得所述勵磁斬波器100的輸入端以及中間直流端的電壓。所述電壓采集電路的結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，并且有交流電壓采集和直流電壓采集互為備份的優(yōu)勢。當一路信號出現(xiàn)問題時，可以方便地采用另外一路信號進行處理。
[0086]綜上所述，本發(fā)明實施例提供了一種勵磁斬波器100，所述勵磁斬波器100利用所述封裝外殼將所述主電路模塊、控制模塊101和散熱器103封裝在一起，以提高所述勵磁斬波器100的集成度，從而實現(xiàn)便于管理人員對所述勵磁斬波器100的快速控制、維護以及檢修的目的。并且所述整理模塊、斬波模塊、放電電阻R1、吸收電阻R2和吸收電容C固定于所述散熱器103表面;所述支撐電容模塊、驅(qū)動模塊和電壓采集模塊封裝于電容盒102中，充分利用空間，結(jié)構(gòu)布局緊湊合理，充分考慮了散熱點的溫升，避免溫度過度集中。進一步的，所述散熱器103對貼放在其表面的器件產(chǎn)生的熱量進行傳遞和冷卻，使所述整流模塊和斬波模塊中的元件處于正常工作范圍。
[0087]本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0088]對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種勵磁斬波器，用于為發(fā)電機提供勵磁電流，其特征在于，包括:主電路模塊、控制模塊、散熱器和封裝外殼;其中， 所述主電路模塊包括整流模塊、支撐電容模塊、斬波模塊、控制模塊、電壓采集模塊、驅(qū)動模塊、放電電阻、吸收電阻和吸收電容，用于為所述發(fā)電機提供勵磁電流;其中，所述支撐電容模塊、驅(qū)動模塊和電壓采集模塊封裝于電容盒中；所述整流模塊、斬波模塊、放電電阻、吸收電阻和吸收電容固定于所述散熱器表面； 所述電容盒與所述整流模塊和斬波模塊連接，固定于所述整流模塊背離所述散熱器一側(cè)； 所述電壓采集模塊用于采集所述主電路模塊的輸入電壓，并向所述控制模塊傳送； 所述控制模塊設(shè)置于所述電容盒背離所述散熱器一側(cè)，與所述電容盒固定連接，用于獲取所述發(fā)電機的輸出，并根據(jù)外界電壓指令、所述主電路模塊的輸入電壓及所述發(fā)電機的輸出控制所述主電路模塊的工作狀態(tài)； 所述封裝外殼用于將所述主電路模塊、控制模塊和散熱器封裝在一起。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的勵磁斬波器，其特征在于，所述控制模塊包括電源板、控制板和檢測板； 所述檢測板用于檢測所述主電路模塊的輸入信號、輸出信號以及所述發(fā)電機的輸出信號，并傳送給所述控制板； 所述控制板根據(jù)所述主電路模塊的輸入信號、輸出信號以及所述發(fā)電機的輸出信號向所述驅(qū)動模塊發(fā)送控制信號，所述驅(qū)動模塊根據(jù)所述控制信號控制所述斬波模塊中開關(guān)元件的關(guān)斷脈沖頻率和脈沖寬度，以調(diào)節(jié)所述勵磁斬波器的輸出電流。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的勵磁斬波器，其特征在于，所述控制模塊包括: 獲取單元，用于獲取所述發(fā)電機的輸出電壓和輸出電流； 換算單元，用于根據(jù)外界電壓指令獲取所述發(fā)電機的電壓給定值； 補償單元，用于比較所述輸出電壓與所述電壓給定值，并根據(jù)比較結(jié)果對所述主電路模塊進行負反饋補償； 功率限制單元，用于根據(jù)所述發(fā)電機的輸出電壓和輸出電流計算其輸出功率，當所述輸出功率超過預設(shè)值時限制所述主電路模塊輸出的勵磁電流，以避免所述發(fā)電機的輸出電流過大。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的勵磁斬波器，其特征在于，所述電容盒包括第一外殼以及通過電容支架固定于所述第一外殼中的4個干式薄膜濾波電容，所述干式薄膜濾波電容的極板朝向所述第一外殼內(nèi)壁的同一側(cè)； 4個所述干式薄膜濾波電容通過低感母排與所述整流模塊和斬波模塊連接； 所述驅(qū)動模塊和電壓采集模塊固定于所述第一外殼外表面。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的勵磁斬波器，其特征在于，所述驅(qū)動模塊和電壓采集模塊通過抽屜式固定架固定于所述第一外殼外表面。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的勵磁斬波器，其特征在于，所述勵磁斬波器還包括絕緣板； 所述絕緣板設(shè)置于所述低感母排的出線處，用于防止電氣擊穿并增強所述勵磁斬波器的絕緣耐壓性能。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的勵磁斬波器，其特征在于，所述控制模塊包括第二外殼以及設(shè)置于所述第二外殼內(nèi)部的電源板、控制板和檢測板； 所述第二外殼具有至少一個安裝扶手。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的勵磁斬波器，其特征在于，所述控制模塊通過第一連接器實現(xiàn)與所述主電路模塊的連接，通過第二連接器實現(xiàn)與所述驅(qū)動模塊的連接。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的勵磁斬波器，其特征在于，所述勵磁斬波器還包括:至少兩個支撐桿； 所述至少兩個支撐桿設(shè)置于所述散熱器一側(cè)，用于當所述勵磁斬波器垂直安裝時，支撐所述勵磁斬波器。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的勵磁斬波器，其特征在于，所述封裝外殼為4個擋板； 所述4個擋板分別設(shè)置于所述控制模塊和散熱器與豎直方向平行的四個面的外表面，以防止異物進入所述勵磁斬波器內(nèi)部。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的勵磁斬波器，其特征在于，所述電壓采集模塊包括多個電壓采集電路，用于采集所述勵磁斬波器的輸入端以及中間直流端的電壓； 所述電壓采集電路包括第一采集支路、第二采集支路和電流傳感器;所述第一采集支路的一端作為電壓檢測輸入端，另一端與所述電流傳感器的輸入端連接;所述第二采集支路的一端作為電壓檢測輸出端，另一端與所述電流傳感器的輸出端連接； 所述第一采集支路包括多個依次串接的電阻，所述第二采集支路包括與所述第一采集支路數(shù)量相同且依次串接的電阻。
【文檔編號】H02P101/25GK105978424SQ201610310980
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月11日
【發(fā)明人】劉松柏, 何學雄, 李小平, 肖健, 馮炳, 班立權(quán), 姚曉陽, 楊棟新, 付果, 付強
【申請人】株洲中車時代電氣股份有限公司