CN109936296A - 一种列车及变流器散热*** - Google Patents

Abstract

本发明公开一种变流器散热***，换热模块连通换热管道；换热管道上设置水泵和走行风散热器，走行风散热器设置于列车外部，通过列车移动时的风力进行冷却，冷却后的冷却液在水泵的带动下重新进入换热模块中进行换热，走行风散热器包括用于流通冷却液的冷却管道，在冷却管道的外部设置用于散热的散热翅片，散热翅片与列车行进的方向平行，通过散热翅片与流动的空气接触，行走时气流的流向沿散热翅片的板面方向，以达到更好的散热效果。本申请利用了列车行走时与空气之间相对产生的风力进行冷却，不需要使用风扇提供风力，避免了风扇所带来的问题，提升了乘客的体验。本发明还提供一种包括上述的变流器散热***的列车，可实现相同的技术效果。

Description

一种列车及变流器散热***

技术领域

本发明涉及轨道列车技术领域，更进一步涉及一种变流器散热***。此外，本发明还涉及一种包括上述变流器散热***的列车。

背景技术

牵引变流器的功能是转换直流制和交流制间的电能量，并对各种牵引电动机起控制和调节作用，从而控制机车的运行。轨道交通动车组牵引变流器运行功率大，模块功率损耗高，牵引变流器散热功率较大，需要良好的散热***。

目前大部分动车牵引变流器使用强迫风水循环冷却进行散热，在牵引变流器内部安装风机，通过风机扇叶向变流器吹风以加速散热，但风机的噪音大，影响客室乘客的乘车感受；一般变流器采用侧进风侧出、或者侧进风底部出风的设置形式，由于风机吹风，在进站时扬起站内灰尘，影响站台乘客感受；风机为旋转振动部件，易引起整个变流器振动，可能造成变流器柜体及吊耳开裂，并且风机自身易损坏需要经常维护。

对于本领域的技术人员来说，如何降低风机运行带来的影响，是目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种变流器散热***，没有风扇进行强迫风冷，可以避免风扇工作时带来的噪音等问题，具体方案如下：

一种变流器散热***，包括设置于变流器内部的换热模块，所述换热模块连通换热管道；所述换热管道上设置水泵和走行风散热器，所述水泵用于驱动冷却液流动，所述走行风散热器接收从所述换热模块中流出的冷却液，并通过列车移动时的风力进行冷却；

所述走行风散热器设置于列车外部，其包括用于流通冷却液的冷却管道，在冷却管道的外部设置用于散热的散热翅片，所述散热翅片与列车行进的方向平行。

可选地，所述走行风散热器的冷却管道包括相互平行的主进水管和主出水管；所述主进水管和所述主出水管之间连通设置散热支管，所述散热支管的直径小于所述主进水管和所述主出水管，且所述散热支管上设置所述散热翅片；所述主进水管和所述主出水管上分别设置用于与列车底部固定连接的吊耳。

可选地，所述散热支管垂直于所述主进水管和所述主出水管；所述散热支管之间设置加强筋。

可选地，所述换热管道上设置膨胀水箱，所述膨胀水箱通过单独的旁支管道连接于换热管道上；所述膨胀水箱连接于所述换热管道的最高处，并与外界保持气连通。

可选地，所述散热支管上安装温度传感器和压力传感器，所述温度传感器和所述压力传感器信号连接于控制***。

可选地，所述换热模块包括逆变模块、整流模块、辅变模块和充电机模块；所述逆变模块、所述整流模块、所述辅变模块和所述充电机模块分别通过软管并联连通于所述换热管道。

可选地，所述散热翅片等间距焊接于所述散热支管上；所述主进水管上的进液口和所述主出水管上的出液口分别位于相对的两个拐角处。

可选地，所述散热支管的内部设置能够增加换热面积的吸热翅片。

此外，本发明还提供一种列车，包括上述任一项所述的变流器散热***。

本发明提供了一种变流器散热***，包括设置于变流器内部的换热模块，换热模块连通换热管道，换热模块用于与变流器发生热交换，吸收变流器内的热量并随冷却液流出；换热管道上设置水泵和走行风散热器，水泵用于驱动冷却液流动，冷却液在换热管道内循环流动，走行风散热器接收从换热模块中流出的冷却液，走行风散热器设置于列车外部，通过列车移动时的风力进行冷却，冷却后的冷却液在水泵的带动下重新进入换热模块中进行换热，走行风散热器包括用于流通冷却液的冷却管道，在冷却管道的外部设置用于散热的散热翅片，散热翅片与列车行进的方向平行，在列车行走的过程中，通过散热翅片与流动的空气接触，行走时气流的流向沿散热翅片的板面方向，以达到更好的散热效果。

本申请利用了列车行走时与空气之间相对产生的风力进行冷却，不需要使用风扇提供风力，避免了风扇所带来的问题，提升了乘客的体验。

本发明还提供一种包括上述的变流器散热***的列车，可实现相同的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示，为本发明提供的变流器散热***的原理示意图；

图2A为本发明中走行风散热器的正视图；

图2B为本发明中走行风散热器的侧视图；

图2C为本发明中走行风散热器的俯视图。

图中包括：

换热模块1、逆变模块11、整流模块12、辅变模块13、充电机模块14、水泵2、走行风散热器3、主进水管31、主出水管32、散热支管33、吊耳34、膨胀水箱4。

具体实施方式

本发明的核心在于提供一种变流器散热***，没有风扇进行强迫风冷，可以避免风扇工作时带来的噪音等问题。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本发明的变流器散热***进行详细的介绍说明。

如图1所示，为本发明提供的变流器散热***的原理示意图；该***包括换热模块1、水泵2、走行风散热器3等结构，换热模块1设置于变流器内部，用于与变流器内部的发热部分进行热交换，热量进入冷却液，换热模块1连通换热管道，随着冷却液流动将变流器内的热量带出。

换热管道上设置水泵2和走行风散热器3，换热模块1、水泵2和走行风散热器3相互串联在换热管道上，水泵2作为动力装置，用于驱动冷却液在换热管道内流动，走行风散热器3的进液口连接于换热模块1的出液口，接收从换热模块1中流出的冷却液，并通过列车移动时的风力进行冷却，对走行风散热器3的冷却采用列车行走时与空气相对运动产生的风力，不再单独设置风扇。

走行风散热器3设置于列车外部，能够直接与外界的空气接触，走行风散热器3包括用于流通冷却液的冷却管道，在冷却管道的外部设置用于散热的散热翅片，散热翅片与列车行进的方向平行。散热翅片可增大与空气的接触面积，在列车行走的过程中，通过散热翅片与流动的空气接触，行走时气流的流向沿散热翅片的板面方向，散热翅片对空气的流动起导向梳理作用，空气可快速地通过，以达到更好的散热效果。本申请利用了列车行走时与空气之间相对产生的风力进行冷却，不需要使用风扇提供风力，避免了风扇所带来的问题，提升了乘客的体验。

因本发明采用了列车行走时与空气相对运动产生的风力冷却，列车的外观结构均会受到风力吹动，因此相对于传统的散热装置，本发明的走行风散热器3可设置更大的散热面积，达到更佳的散热速率。在列车行走时变流器正常工作产生较多的热量，速度越快热量越多，对应地风速也越快，散热效果与列车行走的速度保持一致，并且整体过程为自适应调节，无法人工干预。在列车进站静止时，变流器基本不工作，产生的热量很少，因此仅通过表面与外界空气的温度差即可达到散热的要求。走行风沿着散热翅片的方向流动并将热量带走，走行风在散热器内部会在垂直于散热翅片方向产生巨大的压差，这样就会在散热器内部形成二次气流，使其再一次将热量带走，使高温冷却液得到最大程度的热量散发。

在上述方案的基础上，本发明在此提供一种走行风散热器3的具体设置方式，如图2A至图2C所示，分别为本发明提供的走行风散热器3的正视图、侧视图和俯视图；走行风散热器3的冷却管道包括相互平行的主进水管31和主出水管32，主进水管31连通于换热模块1的出液口；主进水管31和主出水管32之间连通设置散热支管33，主进水管31中的冷却液通过散热支管33进入主出水管32，散热支管33的直径小于主进水管31和主出水管32，主进水管31和主出水管32为主管道，管径较大，多根散热支管33将主进水管31中的冷却液分流；散热支管33的外部设置散热翅片，而主进水管31和主出水管32上均不设置散热翅片，散热支管33的管径较大，在相同的体积小，冷却液的表面积更大，更有利于散热。主进水管31和主出水管32上分别设置用于与列车底部固定连接的吊耳34，通过吊耳34对整个走行风散热器3起到固定的作用，为了兼顾列车外表的一体化及美观性，将走行风散热器3安装于列车的底部。

优选地，散热支管33垂直于主进水管31和主出水管32设置，散热翅片的板面方向与主进水管31和主出水管32的长度方向相同，安装时主进水管31和主出水管32沿列车行进的方向设置。散热支管33之间设置加强筋，加强筋为设置在相邻两根散热支管33之间的结构，使散热支管33的一体程度增强，具有更好的抗冲击破坏的能力。

更进一步，为了避免冷却液因热胀冷缩作用损坏管道，在换热管道上设置膨胀水箱4，膨胀水箱4通过单独的旁支管道连接于换热管道上，膨胀水箱4连接于换热管道的最高处，并与外界保持气连通。整个换热管道内均充满冷却液，当水温高时冷却液体积增大，多余的冷却液则进入膨胀水箱4中，水温较低时冷却液体积收缩，多余的冷却液多膨胀水箱4中进入换热管道内；通过膨胀水箱4起到缓冲的作用，对管道起保护作用，防止管道被胀破。膨胀水箱4与外界保持气连通，可在膨胀水箱4的顶部设置双向气阀，根据内部液体的体积多少补充或排出气体。

为了实现实时监测，在散热支管33上安装温度传感器和压力传感器，温度传感器和压力传感器信号连接于控制***，当温度或压力值超过预设范围时发生报警，以便于操作人员及时检修。

具体地，本发明中的换热模块1包括逆变模块11、整流模块12、辅变模块13和充电机模块14，图1中所示设有两个逆变模块11和两个整流模块，各模块之间均保持并联的关系，各自与自身关联的部件发生热交换。逆变模块11、整流模块12、辅变模块13和充电机模块14分别通过软管连通于换热管道，软管可弯折，方便在变流器内部布置。

散热翅片等间距焊接于散热支管33上，散热翅片设有套环，可套装在散热支管33上，定位后焊接固定，以达到更好的传热效率。主进水管31上的进液口和主出水管32上的出液口分别位于相对的两个拐角处，使冷却液在走行风散热器3中流动的距离达到最长，实现更好的散热效果。

为进一步井架导热效率，还可在散热支管33的内部设置能够增加换热面积的吸热翅片。

本发明还提供了一种列车，包括上述任一项所述的变流器散热***，该列车可实现相同的技术效果。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种变流器散热***，其特征在于，包括设置于变流器内部的换热模块(1)，所述换热模块(1)连通换热管道；所述换热管道上设置水泵(2)和走行风散热器(3)，所述水泵(2)用于驱动冷却液流动，所述走行风散热器(3)接收从所述换热模块(1)中流出的冷却液，并通过列车移动时的风力进行冷却；

所述走行风散热器(3)设置于列车外部，其包括用于流通冷却液的冷却管道，在冷却管道的外部设置用于散热的散热翅片，所述散热翅片与列车行进的方向平行。

2.根据权利要求1所述的变流器散热***，其特征在于，所述走行风散热器(3)的冷却管道包括相互平行的主进水管(31)和主出水管(32)；所述主进水管(31)和所述主出水管(32)之间连通设置散热支管(33)，所述散热支管(33)的直径小于所述主进水管(31)和所述主出水管(32)，且所述散热支管(33)上设置所述散热翅片；所述主进水管(31)和所述主出水管(32)上分别设置用于与列车底部固定连接的吊耳(34)。

3.根据权利要求2所述的变流器散热***，其特征在于，所述散热支管(33)垂直于所述主进水管(31)和所述主出水管(32)；所述散热支管(33)之间设置加强筋。

4.根据权利要求2所述的变流器散热***，其特征在于，所述换热管道上设置膨胀水箱(4)，所述膨胀水箱(4)通过单独的旁支管道连接于换热管道上；所述膨胀水箱(4)连接于所述换热管道的最高处，并与外界保持气连通。

5.根据权利要求4所述的变流器散热***，其特征在于，所述散热支管(33)上安装温度传感器和压力传感器，所述温度传感器和所述压力传感器信号连接于控制***。

6.根据权利要求5所述的变流器散热***，其特征在于，所述换热模块(1)包括逆变模块(11)、整流模块(12)、辅变模块(13)和充电机模块(14)；所述逆变模块(11)、所述整流模块(12)、所述辅变模块(13)和所述充电机模块(14)分别通过软管并联连通于所述换热管道。

7.根据权利要求6所述的变流器散热***，其特征在于，所述散热翅片等间距焊接于所述散热支管(33)上；所述主进水管(31)上的进液口和所述主出水管(32)上的出液口分别位于相对的两个拐角处。

8.根据权利要求7所述的变流器散热***，其特征在于，所述散热支管(33)的内部设置能够增加换热面积的吸热翅片。

9.一种列车，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的变流器散热***。