本實用新型屬于機車引變流技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大功率IGBT雙逆變模塊。

背景技術(shù)：

隨著鐵路機車交流機車對引變流器大規(guī)模使用，牽引變流器中核心的牽引變流器功率模塊安全運行問題的研究既重要而又有巨大的實際效益。功率模塊是控制IGBT開關(guān)器件安全開關(guān)以及導(dǎo)熱、主電路連接的核核心部件，是針對IGBT器件應(yīng)用最關(guān)鍵的部件，其功率是否正常將直接影響機車運行，如果功率模塊發(fā)生故障，機車將失去部分動力，情況嚴重的會造成機破等嚴重事故。而例如現(xiàn)有的型號為HXD3B的鐵路機車的牽引變流器功率模塊在使用過程中由于過電壓和過電流容易引起IGBT元件故障。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種大功率IGBT雙逆變模塊，解決了現(xiàn)有的牽引變流器功率模塊在使用過程中由于過電壓和過電流容易引起IGBT元件故障的問題。

本實用新型所采用的技術(shù)方案是：一種大功率IGBT雙逆變模塊，包括通過低感母排依次相連的充電電阻、支撐電容和十二個IGBT元件，十二個IGBT元件兩兩為一組串聯(lián)后再并聯(lián)于支撐電容兩端，每個IGBT元件均連接有一個IGBT驅(qū)動板，每三組IGBT元件分別對應(yīng)連接于一相輸出、且其中兩組IGBT元件與所在相輸出端子之間連接有一個電流傳感器，通過IGBT驅(qū)動板將外部系統(tǒng)的光纖控制信號轉(zhuǎn)換后控制其對應(yīng)的IGBT元件的開通和關(guān)斷，使用電流傳感器對輸出電流進行檢測并將電流信息反饋給外部系統(tǒng)，IGBT驅(qū)動板還用于將故障信息反饋給外部系統(tǒng)。

本實用新型的特點還在于，

還包括T型散熱器，支撐電容采用墊片母排一體式結(jié)構(gòu)，并使用內(nèi)螺紋式端子與低感母排相連，支撐電容采用側(cè)面固定方式安裝在固定架上，固定架與支撐電容安裝在T型散熱器上，十二個IGBT元件及對應(yīng)的十二個IGBT驅(qū)動板均安裝于T型散熱器上。

低感母排為復(fù)合式母排結(jié)構(gòu)，其具有兩層母排并采用銅排外包PET絕緣膜，然后通過硅橡膠泡棉黏貼。

電流傳感器的型號為LTC1000-SF/SP10。

IGBT驅(qū)動板包括相連的主驅(qū)動板和門極附板，主驅(qū)動板驅(qū)動對應(yīng)的IGBT元件(3)開通或關(guān)斷，門極附板與IGBT元件相連且安裝在IGBT元件上，門極附板由TVS管和多個反向串聯(lián)在一起的二極管相連組成。

本實用新型的有益效果是：本實用新型的一種大功率IGBT雙逆變模塊解決了現(xiàn)有的牽引變流器功率模塊在使用過程中由于過電壓和過電流容易引起IGBT元件故障的問題。本實用新型的一種大功率IGBT雙逆變模塊實現(xiàn)機車牽引變流模塊的逆變模塊各項功能，自主設(shè)計的驅(qū)動器抗干擾能力強且具有過電壓和過電流保護，其與電容及母排配合，選用新型的4500V/1200A的IGBT元件，載流能力提升、耐過流能力和抗電流沖擊能力強，配備電流傳感器對模塊輸出電流進行檢測。

附圖說明

圖1是本實用新型的一種大功率IGBT雙逆變模塊的結(jié)構(gòu)爆炸示意圖；

圖2是本實用新型的一種大功率IGBT雙逆變模塊的電路結(jié)構(gòu)圖。

圖中，1.支撐電容，2.低感母排，3.IGBT元件，4.T型散熱器，5.充電電阻，6.電流傳感器，7.IGBT驅(qū)動板，8.外蓋板。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型進行詳細說明。

本實用新型提供的一種大功率IGBT雙逆變模塊的結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示，包括通過低感母排2依次相連的充電電阻5、支撐電容1、12個IGBT元件3及其對應(yīng)的12個IGBT驅(qū)動板7、1個T型散熱器4、4個電流傳感器6和1個外蓋板8。本實用新型的大功率IGBT雙逆變模塊通過IGBT驅(qū)動板7將外部系統(tǒng)的光纖控制信號轉(zhuǎn)換后控制IGBT元件的開通和關(guān)斷，使用電流傳感器6對模塊輸出電流進行檢測并通過DB9連接器將電流信息反饋給外部系統(tǒng)，將IGBT驅(qū)動板7和IGBT元件3的運行狀態(tài)通過光纖反饋給外部系統(tǒng)。

本實用新型的一種大功率IGBT雙逆變模塊的各個組件具有以下特性：

支撐電容1：支撐電容端子采用墊片母排一體式，使用內(nèi)螺紋式端子與低感母排2連接，增加同低感母排接觸面積，降低電流密度；采用側(cè)面固定方式安裝在固定架上，將固定架與支撐電容1安裝在T型散熱器。

低感母排：采用復(fù)合式母排設(shè)計，2層母排采用T2銅排外包PET絕緣膜，使用硅橡膠泡棉黏貼在一起，進一步減小雜散電感，降低過電壓對IGBT元件3的沖擊。低感母排與12個IGBT元件3、1個支撐電容1、1個充電電阻5連接，給支撐電容1充電同時為IGBT元件3提供電源。

IGBT元件3：采用進口的4500V，1200A的大功率英飛凌IGBT元件，解決原來機車900A的IGBT應(yīng)用過滿，提升功率模塊的輸出能力和抗電流沖擊能力。12個IGBT元件如圖2所示兩兩組成6個橋臂，安裝在T型散熱器4上。

T型散熱器4：對外冷卻液接口采用快速接頭，實現(xiàn)快速拔插，更換模塊時不用排出冷卻液，節(jié)約時間；預(yù)留12個IGBT元件3和IGBT驅(qū)動板7的安裝孔，可同時安裝12個IGBT元件和IGBT驅(qū)動板；同時還具有HARTING 09140083001連接器和導(dǎo)引槽安裝孔。

電流傳感器6：采用萊姆的LTC1000-SF/SP10型電流傳感器，使用DB9連接器與外部系統(tǒng)連接。

IGBT驅(qū)動板7：包括主驅(qū)動板和門極附板，主驅(qū)動板通過導(dǎo)線與門極附板連接，門極附板直接安裝在IGBT元件3上，主驅(qū)動板與IGBT元件3的主端子相連，門極附板與輔助端子的C端子相連，且門極附板由一個TVS管和多個反向串聯(lián)的二極管相連組成。IGBT驅(qū)動板7也可以同時驅(qū)動兩個IGBT元件3，通過程序預(yù)設(shè)算法，設(shè)置IGBT元件過電壓門限、過電流門限及并聯(lián)的兩個IGBT元件開關(guān)時間等。當(dāng)IGBT元件3出現(xiàn)過電壓或過電流時，智能驅(qū)動自動關(guān)斷IGBT元件3并點亮紅色故障指示燈，可以通過光纖接受器HFBR-2522ETZ和光纖發(fā)送器HFBR-1528Z將故障狀態(tài)反饋給外部系統(tǒng)。

本實用新型的一種大功率IGBT雙逆變模塊的工作過程如下：首先通過接入的DC+和DC-為支撐電容1充電以及為IGBT元件3供電，兩個IGBT元件3兩兩串聯(lián)后作為一組，每三組IGBT元件分別對應(yīng)連接三相的輸出，如圖2所示，有三組IGBT元件分別對應(yīng)連接U1、V1、W1端，另外三組IGBT元件分別對應(yīng)連接于U2、V2、W2端，且其中各有兩組接線上串聯(lián)有一個電流傳感器6，電流傳感器6對輸出電流進行檢測并通過DB9連接器將電流信息反饋給外部系統(tǒng)，由于通過兩個電流傳感器6可以算出第三相輸出電流，因此本申請并未對第三相也接入電流傳感器，IGBT驅(qū)動板7的主驅(qū)動板用于驅(qū)動IGBT元件3動作，但是當(dāng)IGBT元件所承受電壓超過預(yù)設(shè)值時，輔助端子C接線端的門極附板檢測到異常，然后將信號傳輸給主驅(qū)動板，主驅(qū)動板停止驅(qū)動IGBT元件3動作從而實現(xiàn)過壓保護，同時主驅(qū)動板將過壓信息傳輸給外部系統(tǒng)。