CN201294450Y - 变流器用新型冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机车车辆电力变流器冷却领域，具体为一种变流器用新型冷却装置，解决现有机车车辆变流器的两种冷却模式存在技术指标要求高、设计难度大等问题，包括固定框架，固定框架上安装有热交换器，热交换器一侧设有进水管，另一侧设有出水管，出水管上连接有电动泵；固定框架上还设置与热交换器相对的两个风机，固定框架上且位于出水管一侧设有膨胀水箱，热交换器及电动泵与膨胀水箱连通；膨胀水箱下方设有水抽空补充接头，水抽空补充接头与膨胀水箱之间装有控制阀，结构简单、设计合理，对于机车车辆变流器能起到很好的冷却效果，延长了电力电子元器件使用寿命，填补了国内变流器水循环冷却技术的空白，具有一定推广价值和使用价值。

Description

变流器用新型冷却装置

技术领域

本实用新型涉及机车车辆电力变流器冷却领域，具体为一种变流器用新型冷却装置。

背景技术

目前，机车车辆电力变流器的冷却主要有两种模式：水循环冷却和热管散热冷却。水循环冷却***结构主要由泵、管路、风机、热交换器、检测装置等组成，对冷却介质水的指标要求较高，欧洲的大公司如西门子、ALSTOM等掌握并应用这种技术，国内的变流器水循环冷却技术尚不成熟；热管散热冷却，日本主要采用这种技术，其散热器与功率模块自成一体不需要动力循环***，主要由容器、散热片、毛细管路、风机等组成，设计难度比较大。

发明内容

本实用新型为了解决现有机车车辆变流器的两种冷却模式存在技术指标要求高、设计难度大、不利于推广等问题，提供一种变流器用新型冷却装置。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：变流器用新型冷却装置，包括固定框架，固定框架上安装有热交换器，热交换器一侧设有与其进水口连通的进水管，另一侧设有与其出水口连通的出水管，出水管上连接有电动泵；固定框架上还设置其进风口与热交换器相对的两个风机，固定框架上且位于出水管一侧设有膨胀水箱，热交换器及电动泵通过管路与膨胀水箱连通；膨胀水箱下方设有位于所有管路最低点并与出水管相通的水抽空补充接头，水抽空补充接头与膨胀水箱之间装有控制阀。

为了进一步优化本实用新型的结构，完善其功能，进行以下结构设计，所述进水管和出水管末端分别设有快速连接器，实现与冷却装置内的冷却介质分配管的快速连接与拆卸。

为了进一步降低变流器柜体中电子器件-电抗器的温升，其中一个风机的出风口与变流器中的电抗器相对。

所述膨胀水箱外侧设有液面水平指示仪，顶部装有排气安全阀，该膨胀水箱有两重作用，当冷却装置正常工作时，膨胀水箱可补偿温度变化引起的冷却介质体积变化，将***中产生的气体通过安全阀排出；而当冷却装置需要补充冷却介质时，可通过水抽空补充接头填充，此时膨胀水箱内的液面水平指示仪可以检测液位。

所述固定框架上安装由变流器控制单元控制的中压连接器和低压连接器，中压连接器与两个风机及电动泵连接，低压连接器与温度传感器、压力传感器连接。压力传感器和温度传感器用于检测冷却装置中冷却介质的温度和压力，冷却回路的温度和压力由变流器控制单元管理。

与现有技术相比，本实用新型结构简单、设计合理，对于机车车辆变流器能起到很好的冷却效果，延长了电力电子元器件的使用寿命，填补了国内变流器水循环冷却技术的空白，具有一定的推广价值和使用价值。

附图说明

图1为本实用新型的主视图

图2为本实用新型的俯视图

图3为本实用新型的左视图

图中：1-固定框架2-热交换器3-进水管  4-出水管  5-电动泵6、7-风机  8-膨胀水箱  9-管路  10-水抽空补充接头  11-控制阀  12-快速连接器13-液面水平指示仪  14-排气安全阀  15-温度传感器  16-压力传感器  17-中压连接器  18-低压连接器

具体实施方式

变流器用新型冷却装置，如图1、2所示，包括固定框架1，固定框架1上安装有热交换器2，热交换器2一侧设有与其进水口连通的进水管3，另一侧设有与其出水口连通的出水管4，出水管4上连接有电动泵5，起到使冷却介质循环的作用，进水管3和出水管4末端分别安装有快速连接器12，出水管4上安装有温度传感器15及压力传感器16；固定框架1上还设置其进风口与热交换器2相对的两个风机6、7，风机7的出风口与变流器中的电抗器相对，固定框架1上且位于出水管4一侧设有膨胀水箱8，热交换器2及电动泵5通过管路9与膨胀水箱8连通，膨胀水箱8外侧设有液面水平指示仪13，顶部装有排气安全阀14；如图3所示，膨胀水箱8下方设有位于所有管路最低点并与出水管4相通的水抽空补充接头10，水抽空补充接头10与膨胀水箱8之间装有控制阀11；固定框架1上安装中压连接器17和低压连接器18，中压连接器与两个风机6、7及电动泵5连接，低压连接器与温度传感器15、压力传感器16连接。

具体实施时，变流器功率器件的冷却基板和冷却介质分配管放置在冷却装置的外部，通过易拆除的快速连接器和冷却装置的出水管、进水管连接起来。变流器控制单元控制中压连接器和低压连接器通断电，使两个风机、电动泵、温度传感器和压力传感器工作。具体冷却过程如下：变流器的电力电子器件产生的热量通过冷却装置出水管中的冷却介质循环流过电力电子元件的安装基板及冷却介质分配管时带走，然后温度逐渐升高的冷却介质经进水管流入到空气-水热交换器中，将热量散发到周围空气环境中，以达到再次冷却的作用，同时为了提高热交换器的换热效果，通过热交换器的气流由两个风机从车辆侧面抽取，第一个风机直接通过变流器底侧的通道排放到地面，第二个风机可给电抗器供风，然后通过变流器底侧的通道排放到地面。上述过程中，膨胀水箱可补偿温度变化引起的液体体积变化，将热交换器和管路中的气体通过膨胀水箱排出；当冷却装置需要补充冷却介质时，可打开膨胀水箱与水抽空补充接头之间的控制阀，填充冷却介质，由于水抽空补充接头位于所有管路的最低点，所以管路中极易充满冷却介质，而且膨胀水箱的液面水平指示仪可及时检测液面液位。

为了便于维护和操作，该冷却装置的每个部件从变流器的外侧均很易接近，如图所示，例如水抽空补充接头、膨胀水箱和液面水平指示仪等位于固定框架的侧边。

Claims (6)

1、一种变流器用新型冷却装置，包括固定框架(1)，其特征是固定框架(1)上安装有热交换器(2)，热交换器(2)一侧设有与其进水口连通的进水管(3)，另一侧设有与其出水口连通的出水管(4)，出水管(4)上连接有电动泵(5)；固定框架(1)上还设置其进风口与热交换器(2)相对的两个风机(6、7)，固定框架(1)上且位于出水管(4)一侧设有膨胀水箱(8)，热交换器(2)及电动泵(5)通过管路(9)与膨胀水箱(8)连通；膨胀水箱(8)下方设有位于所有管路最低点并与出水管(4)相通的水抽空补充接头(10)，水抽空补充接头(10)与膨胀水箱(8)之间装有控制阀(11)。

2、根据权利要求1所述的变流器用新型冷却装置，其特征是进水管(3)和出水管(4)末端分别设有快速连接器(12)。

3、根据权利要求1或2所述的变流器用新型冷却装置，其特征是其中一个风机(7)的出风口与变流器中的电抗器相对。

4、根据权利要求1或2所述的变流器用新型冷却装置，其特征是膨胀水箱(8)外部设有液面水平指示仪(13)，顶部装有排气安全阀(14)。

5、根据权利要求1或2所述的变流器用新型冷却装置，其特征是出水管(4)上安装有温度传感器(15)及压力传感器(16)。

6、根据权利要求5所述的变流器用新型冷却装置，其特征是固定框架(1)上安装由变流器控制单元控制的中压连接器(17)和低压连接器(18)，中压连接器与两个风机(6、7)及电动泵(5)连接，低压连接器与温度传感器(15)、压力传感器(16)连接。

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