專利名稱：一種改進(jìn)的電力機(jī)車硅整流裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及到電力機(jī)車領(lǐng)域，尤其是電力機(jī)車的硅整流裝置。
SS3B型電力機(jī)車硅整流電路主電路部分(如


圖1所示)采用的是晶閘管相控調(diào)壓原理，供電電源來自于供電變壓器，其包括兩套基本相同的硅整流裝置，這兩組硅整流裝置分置于機(jī)車供電室的兩端而獨立給各自的用電設(shè)備供電，這兩組硅整流裝置的觸發(fā)、調(diào)壓控制及保護(hù)則由一復(fù)雜的控制器同步、協(xié)調(diào)控制。
這兩組硅整流裝置的供電電源來自于同一供電變壓器B的付邊繞組。當(dāng)電力機(jī)車處于牽引工況時，付邊繞組a1-x1和a2-b2-x2，a3-x3和a4-b4-x4分別向這兩組硅整流裝置的全波不等分三段半控橋式調(diào)壓整流電路供電。
每組硅整流裝置的第一段半控橋是由兩只串聯(lián)的晶閘管(T11、T12)和兩只串聯(lián)的整流二級管(D11、D12)并聯(lián)而成，電源變壓器的一組次邊繞組a1-x1的兩端分別與這兩只晶閘管(T11、T12)的串聯(lián)節(jié)點及這兩只二極管的串聯(lián)節(jié)點相聯(lián)而構(gòu)一個一側(cè)橋臂可控而另一側(cè)橋臂不可控的全波半控整流電路。
第二和第三段半控橋由先兩串再兩并的四只晶閘管(T31、T32、T21、T22)組成兩個并聯(lián)的半控橋臂，與其相并聯(lián)另有一由兩只串聯(lián)二極管(D21、D22)組成的共用不可控整流橋臂。這兩段半控橋的交流電源輸入節(jié)點分別與電源變壓器的另一組帶有中間抽頭的次邊繞組的三個輸出端a2、b2、x2相聯(lián)，形成由兩個半控橋并聯(lián)輸出的相控全波整流電路。這兩個半控橋的正輸出端V2與第一段半控橋的負(fù)輸出端相聯(lián)，從而在第一段半控橋的正輸出端V1和第二、三段橋的負(fù)輸出端O之間形成了一個可向機(jī)車電機(jī)等負(fù)載可控供電的疊加電源。
上述不等分的三段半控橋式調(diào)壓整流電路的升壓順序控制過程如下以第一組硅整流裝置為例，第一段半控橋通過變壓器B的付邊繞組a1-x1向其所連的晶閘管T11、T12、二極管D11、D12供電而使其進(jìn)行整流調(diào)壓(業(yè)內(nèi)稱大橋調(diào)壓)。其輸入電壓為1071V(空載)，通過控制晶閘管T11、T12的導(dǎo)通角可使直流輸出電壓在0至1/2Ud范圍內(nèi)平滑調(diào)節(jié)(Ud是調(diào)壓整流裝置輸出總電壓)。第二段半控橋通過變壓器B的付邊繞組a2-b2向其所連的晶閘管T31、T32、二極管D21、D22供電而使其進(jìn)行整流調(diào)壓(業(yè)內(nèi)稱小橋調(diào)壓)。其整流輸入電壓為535.5V(空載)，通過控制晶閘管T31、T32的導(dǎo)通角可使直流輸出電壓在1/2Ud至3/4Ud平滑調(diào)節(jié)。第三段半控橋通過變壓器B的付邊繞組b2-x2向其所連的晶閘管T21、T22、二極管D21、D22供電而使其進(jìn)行整流調(diào)壓(小橋調(diào)壓)。其整流輸入電壓為535.5V(空載)，通過控制晶閘管T21、T22的導(dǎo)通角可使直流輸出電壓在3/4Ud至Ud平滑調(diào)節(jié)。
不等分的三段半控橋式調(diào)壓整流電路的降壓順序控制過程與上所述程序相反，即從第三、二段半控橋到第一段半控橋(從小橋到大橋)，使晶閘管的導(dǎo)通角自全導(dǎo)通至關(guān)斷，依次完成整個不等分三段半控橋的降壓調(diào)節(jié)過程。
上述過程中第二段半控橋之晶閘管T31、T32承受的電壓最小，第三段、第一段半控橋之晶閘管T21，T22、T11，T12承受的電壓較高，并且第一段橋晶閘管T11、T12牽引、制動工況均需使用，受流的機(jī)率最高，因而各種因素所造成的元件的損害沖擊最大，擊穿的機(jī)率也最高。例如1、脈沖觸發(fā)部分故障，脈沖虛接時，晶閘管頻繁的大電流開斷，易引起過電壓擊穿。2、由于對晶閘管的壽命無法檢測，長期使用又必然會存在晶閘管管壓降等現(xiàn)象而使三條支路均流狀態(tài)不良，小電流通過的支路，晶閘管利用率不高；大電流通過的支路長期使用時，會造成電流擊穿，即所謂的熱擊穿。一旦可控橋某一條支路擊穿，變壓器B的付邊繞組發(fā)生短路系統(tǒng)就會因此而保護(hù)使主電路跳斷，造成機(jī)車無電壓、無電流，乘務(wù)員判斷不了故障所在就會使機(jī)車停運而影響鐵路的安全正點運行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是要克服現(xiàn)有SS3B型電力機(jī)車硅整流裝置所存在的缺陷，設(shè)計一種可靠性好，不會因晶閘管擊穿短路而使整個機(jī)車硅整流裝置停止工作，進(jìn)而使機(jī)車停運而影響鐵路安全正點運行的改進(jìn)型電力機(jī)車硅整流裝置。
本實用新型采用了如下技術(shù)措施一種改進(jìn)的電力機(jī)車硅整流裝置，包括兩組并列的全波不等分三段半控橋式調(diào)壓整流電路，其中每段半控橋由兩只串聯(lián)的晶閘管和兩只串聯(lián)的二極管并聯(lián)而成，其特征在于在由串聯(lián)的第一、第二晶閘管和串聯(lián)的第一、第二二極管并聯(lián)而組成的所述不等分三段半控橋式調(diào)壓整流電路的第一段半控橋的整流回路上串接有快速熔斷器。
所述任一組不等分半控橋調(diào)壓整流電路中的第一段和第三段不等分半控橋臂上的任一個晶閘管由兩兩串聯(lián)再并聯(lián)的四個或兩兩串聯(lián)再并聯(lián)的六個低額定電流、低額定反壓晶閘管構(gòu)成，在其中每個串聯(lián)支路上串接有一快速熔斷器。
由于采用了上述技術(shù)措施，當(dāng)電力機(jī)車硅整流裝置由于各種原因在某段半控橋的晶閘管上產(chǎn)生過流、高反壓時(通常是第一段橋，最多還有第三段橋會被擊穿而短路，第二段橋不會)，該段半控橋上串聯(lián)的快速熔斷器會迅速熔斷使該段橋脫離工作，一方面可保護(hù)該段橋上的晶閘管，另一面其它電路仍能正常運行，使機(jī)車不致跳主斷而無電壓、無電流，并能維持運行至進(jìn)站修理，有效地解決了因機(jī)車停運而影響鐵路安全正點運行事故的發(fā)生。此外，用本實用新型方案對SS3B型機(jī)車硅整流裝置進(jìn)行改造經(jīng)濟(jì)、簡單、易行。做為一項重大的技改措施，我局目前已在SS3B4133和SS3B011電力機(jī)車上進(jìn)行了參數(shù)試驗，在SS3B5128電力機(jī)車上進(jìn)行了裝車運行試驗，試驗證明本實用新型克服了長期以來原SS3B機(jī)車所存在的致命缺陷，取得了良好的效果，我局已準(zhǔn)備對所有SS3B型電力機(jī)車進(jìn)行改裝。
本實用新型之不等分三段半控橋式調(diào)壓整流電路的主控電路原理圖如圖2所示。與SS3B型電力機(jī)車的主控電路的主要區(qū)別是在每組(以I端為例)三段半控橋式調(diào)壓整流電路的第一、三段半控橋的晶閘管T11、T12、T21、T22上分別串聯(lián)有快速熔斷器F11、F12、F21、F22，主控電路中，第一段半控橋的兩個電源輸入端分別是兩個串聯(lián)晶閘管T11、T12的串聯(lián)節(jié)點及兩個串聯(lián)二極管D11、D12的串聯(lián)節(jié)點，其與電源主變壓器B的第一副付繞組a1-x1相聯(lián)。第三段半控橋的兩個電源輸入端分別是兩個串聯(lián)的晶閘管T21、T22的串聯(lián)節(jié)點及兩個串聯(lián)二極管D21、D22的串聯(lián)節(jié)點，其與電源主變壓器B的第二副繞組a2-x2相聯(lián)。第二段半控橋的兩個電源輸入端分別是兩個串聯(lián)的晶閘管T31、T32的串聯(lián)節(jié)點及與第三段橋共用的二個串聯(lián)二極管D21、D22的串聯(lián)接點，這兩個電源輸入端與第二副繞組a2-x2的a2-b2部分繞組相聯(lián)。其中，b2為該繞組的中心抽頭。本實用新型主控電路部分的工作原理同SS3B型電力機(jī)車。
實施例二在實施例1中，每段半控橋中每個晶閘管都是一個單獨原件，從工作原理上講，該電路是毫無問題的，實際上在實施過程中由于其工作在上千伏的工作電壓和近二千安的工作電流環(huán)境中，各晶閘管，尤其是第一段半控橋上兩個晶閘管T11、T12承受著極高的反壓，和上千安的浪涌電流，在目前技術(shù)條件下難有可滿足要求的晶閘管可以買到，即使買到價格也會奇貴。為了解決這個問題，本實用新型例中將每個晶閘管，尤其是第一段半控橋上的每一個晶閘管T11、T12，甚至第三段半控橋上的每一個晶閘管T21、T22改由兩串三并的六個晶閘管T8至T13來代替。如圖4所示在其每只晶閘管串聯(lián)支路上均串接有一支快速熔斷器F5、F6、F7。這樣以來作用在每只晶閘管上的電壓和電流都會成倍減少。實踐證明較之現(xiàn)有SS3B型電力機(jī)車，不僅安裝空間可適應(yīng)現(xiàn)有機(jī)車的要求，在改裝和使用成本上都大大減少，工作可靠十分可靠，即使某一段半控橋萬一發(fā)生故障而切斷，整機(jī)也不會跳主斷，從而可保證機(jī)車安全運行至維修地。當(dāng)然，如圖3所示，第一段半控橋上的每一個晶閘管T11、T12，甚至第三段乃至與第二段半控橋上的每一個晶閘管T21、T22、T31、T32改由兩串兩并的四個晶閘管T4至T7來代替也未嘗不可，只是無論從經(jīng)濟(jì)上、空間上、可靠性上來說，前者更好。
權(quán)利要求1.一種改進(jìn)的電力機(jī)車硅整流裝置，包括兩組并列的全波不等分三段半控橋式調(diào)壓整流電路，其中每段半控橋由兩只串聯(lián)的晶閘管和兩只串聯(lián)的二極管并聯(lián)而成，其特征在于在由串聯(lián)的第一、第二晶閘管(T11、T12)和串聯(lián)的第一、第二二極管(D11、D12)并聯(lián)而組成的所述不等分三段半控橋式調(diào)壓整流電路的第一段半控橋的整流回路上串接有快速熔斷器(F11、F12)。
2.依照權(quán)利要求1所述的硅整流裝置，其特征在于在串聯(lián)第三、第四晶閘管(T21、T22)和串聯(lián)的第三、第四二極管并聯(lián)后形成的第三段半控橋的整流回路也串接有快速熔斷器(F21、F22)。
3.依照權(quán)利要求2所述的硅整流裝置，其特征在于所述任一組不等分半控橋調(diào)壓整流電路中的第一段和第三段不等分半控橋臂上的任一個晶閘管(T11、T12、T21、T22)由兩兩串聯(lián)再并聯(lián)的四個或兩兩串聯(lián)再并聯(lián)的六個低額定電流、低額定反壓晶閘管(T4至T7或T8至T13)構(gòu)成，在其中每個串聯(lián)支路上串接有一快速熔斷器(F3、F4或F5、F6、F7)。
專利摘要本實用新型公開了一種針對現(xiàn)有SS3B型電力機(jī)車改進(jìn)的電力機(jī)車硅整流裝置，其包括兩組并列的不等分三段半控橋式調(diào)壓整流電路，其特點是在其第一、三段由晶閘管構(gòu)成的半控橋的橋臂上串接有快速熔斷器，該熔斷器可保證該段橋臂發(fā)生過流、高壓時，將該段半控橋切斷，使機(jī)車不會跳主斷而停運，保證了鐵路的安全正點運行。用本實用新型對SS3B型電力機(jī)車進(jìn)行改進(jìn)具有結(jié)構(gòu)簡單、經(jīng)濟(jì)實用、成本低、性能可靠的優(yōu)點。
文檔編號B60M3/02GK2589257SQ0229326
公開日2003年12月3日 申請日期2002年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月17日
發(fā)明者嬴勇, 胡兆花, 劉宏, 蔣琳, 韓立群 申請人:銀川鐵路分局迎水橋機(jī)務(wù)段