CN211352024U - 一种适用于动车组的动力单元变流器的箱体 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种适用于动车组的动力单元变流器的箱体，该箱体呈矩形体形状并安装在动车组车体下方，箱体包括有呈水平上、下间隔设置的顶部框架和底部板材，底部板材的长度方向两端分别固定有呈竖直设置的第一侧板和第二侧板。第一侧板与第二侧板之间沿底部板材的宽度方向固定设有中间隔板，中间隔板与第一侧板之间构成第一净室，中间隔板与第二侧板之间构成脏室。底部板材、顶部框架、第一侧板、第二侧板和中间隔板的材质均为铝合金，底部板材、第一侧板、第二侧板和中间隔板均由型材板构成。本实用新型中的箱体既能够减轻箱体重量的同时保证强度以满足动车组轻量化的要求，又能够方便动力单元变流器的组装以降低装配难度，且结构紧凑。

Description

一种适用于动车组的动力单元变流器的箱体

技术领域

本实用新型是涉及变流器箱体技术领域，尤其涉及一种适用于动车组的动力单元变流器的箱体。

背景技术

动力单元变流器是高速动车组上重要的大质量电器部件，同时集成了牵引变流器、辅助变流器、冷却单元的所有功能，其重量在3t到4.5t之间，动力单元变流器在车下采用吊挂的安装方式，动力单元变流器的工况环境相对恶劣，同时受到外界的激励及自身的激扰而产生振动，因此对于动力单元变流器的运行安全性和可靠性要求非常高。

作为提供牵引动力的动力单元变流器，其箱体主要具有下述作用：1.保证动力单元流器能够安全可靠的悬挂在车体下方；2.具备足够的强度，为动力单元变流器电器部件提供可靠的安装支撑结构；3.具备足够的刚度，使动力单元变流器电器部件能够工作在适合的振动环境中，4.具备足够的防腐性和密封性，保证动力单元变流器电器部件能够工作在相对封闭的环境中，不受外界影响。

现有动力单元变流器箱体的材料主要为钢材质，箱体主要采用焊接或铆接加工工艺，对于高速动车组用大质量动力单元变流器，箱体一般为钢材质焊接箱体。

动力单元变流器箱体内部主要安装有变压器、谐振电抗器、牵引及辅助功率模块，谐振及支撑电容、冷却***、进出线装置等电器、机械结构部件，其中变压器、谐振电抗器、牵引及辅助功率模块等部件为大质量器件，需要安装结构具有足够的可靠性，冷却***为发热量较高的电器部件提供冷却，冷却方式可分为走行风冷、强迫风冷和水冷等。

现有动力单元变流器的不足之处在于：1.动力单元箱体的重量较大，无法满足现有高速动车组轻量化的要求；2.动力单元箱体结构不够紧凑；3.动力单元变流器组装难度大。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种适用于动车组的动力单元变流器的箱体，以克服现有技术的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种适用于动车组的动力单元变流器的箱体，能够在减轻箱体重量的同时保证强度以满足动车组轻量化的要求，同时方便动力单元变流器的组装以降低装配难度，且结构紧凑。

本实用新型的目的是这样实现的，一种适用于动车组的动力单元变流器的箱体，该箱体呈矩形体形状并安装在动车组车体下方，箱体包括有呈水平上、下间隔设置的顶部框架和底部板材，底部板材的长度方向两端分别固定有呈竖直设置的第一侧板和第二侧板；

第一侧板与第二侧板之间沿底部板材的宽度方向固定设有中间隔板，第一侧板、第二侧板和中间隔板的顶部固定连接于顶部框架，中间隔板与第一侧板之间构成第一净室，中间隔板与第二侧板之间构成脏室，在第一净室内沿底部板材的宽度方向至少顺序设有并排设置的第一腔室和第二腔室；底部板材、顶部框架、第一侧板、第二侧板和中间隔板的材质均为铝合金，底部板材、第一侧板、第二侧板和中间隔板均由型材板构成，型材板上成型有用于安装电器部件的安装结构。

在本实用新型的一较佳实施方式中，型材板的内部形成有至少一结构型腔及至少一安装型腔，结构型腔及安装型腔均沿型材板的长度方向贯通延伸，且结构型腔及安装型腔沿型材板的宽度方向排列设置且相互独立；安装型腔的顶部开设有至少一个贯通型材板的上表面的安装孔，且型材板的上表面上设有至少一个扎线支撑架，安装型腔、安装孔和扎线支撑架构成型材板上的安装结构。

在本实用新型的一较佳实施方式中，顶部框架包括平行间隔设置的两根纵梁，以及横向固定在两根纵梁之间的多根第一横梁、多根第二横梁和一根第三横梁；其中一根第一横梁与中间隔板固定，另一根第一横梁与第二侧板固定，其余第一横梁间隔地设置在上述两根第一横梁之间；第三横梁固定在第一侧板上方，多根第二横梁间隔地固定在两纵梁之间且位于第一侧板与中间隔板之间的位置。

在本实用新型的一较佳实施方式中，第一横梁的强度大于第二横梁的强度，第三横梁上开设有多个进线孔。

在本实用新型的一较佳实施方式中，在第一净室内沿底部板材的宽度方向还设有与第二腔室并排设置的第三腔室，各个腔室之间分别设有一个分隔的背板；第一腔室和第三腔室内分别间隔设有与背板垂直设置的多个第一分隔板和多个第三分隔板，多个第一分隔板和多个第三分隔板分别将第一腔室和第三腔室分割成多个第一子腔室和多个第三子腔室。

在本实用新型的一较佳实施方式中，第一侧板上对应第一腔室和第二腔室的部分均开设有第一开口，在第一开口处设有门结构并在第一开口处通过密封条进行密封。

在本实用新型的一较佳实施方式中，在脏室一角处且靠近第二侧板设有安装隔板，以将脏室分割成相互独立的第二净室和脏室主体，安装隔板的材质为铝合金。

在本实用新型的一较佳实施方式中，脏室主体的两侧且靠近中间隔板对称设有两个带有通孔的挡风板。

在本实用新型的一较佳实施方式中，底部板材上对应第二腔室的部分开设有多个第一安装口，底部板材上对应脏室主体内靠近中间隔板的部分开设有多个第二安装口，底部板材上对应脏室主体内靠近第二侧板的部分开设有多个第三安装口，在第一安装口、第二安装口和第三安装口处设有门结构并通过密封条进行密封，且第三安装口对应的门结构上设开设有多个出风孔。

在本实用新型的一较佳实施方式中，顶部框架的顶部密封覆盖有顶部铝板，第一子腔室和第三子腔室对应的箱体两侧分别设有一个门结构并通过密封条密封；第二净室和脏室主体对应的箱体两侧且靠近第二侧板的部分均设有门结构并通过密封条进行密封。

在本实用新型的一较佳实施方式中，第二侧板上对应脏室主体的部分开设有多个第二开口，在第二开口处设有盖板并在第二开口处通过密封条进行密封。

在本实用新型的一较佳实施方式中，在脏室对应的顶部框架部分设有多个承重梁。

由上所述，本实用新型中的箱体通过采用铝合金材质，不仅能够减轻重量，同时容易制成特定的形状，使得底部板材、第一侧板、第二侧板和中间隔板在采用铝合金材质的同时能够制成型材板的结构，使得整个箱体在采用铝合金材质减轻重量的同时通过型材板的结构设计保证了强度要求，以满足动车组轻量化的要求。

同时，由于型材板上成型有用于安装电器部件的结构，就不再需要增加安装板等转接结构对电器部件安装，使得对动车组变流器的各电器部件进行组装时更加方便，降低了组装难度。而且由于减少了安装板等转接结构的设置，也更有利于顶部框架向底部板材的直接传力作用，提高箱体的强度和稳定性。另外，将整个箱体分割成第一净室和脏室，同时将第一净室中设有第一腔室和第二腔室，实现模块化结构设计，使得结构更加紧凑，安装更加便利。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1：为本实用新型提供的箱体的结构示意图一。

图2：为本实用新型提供的箱体的结构示意图二。

图3：为本实用新型图1的俯视图。

图4：为本实用新型提供的型材板的立体结构示意图。

图5：为本实用新型提供的型材板的沿其宽度方向的纵向截面示意图。

图6：为本实用新型提供的型材板的结构型腔的沿型材板的宽度方向的结构示意图。

图7：为本实用新型提供的型材板的安装型腔的沿型材板的宽度方向的结构示意图。

图8：为本实用新型提供的型材板的焊肩的沿型材板的宽度方向的结构示意图。

图9：为本实用新型提供的型材板的扎线支撑架的沿型材板的宽度方向的结构示意图。

图10：为本实用新型提供的型材板的安装型腔中安装有螺栓的装配结构示意图。

图11：为本实用新型图4中A处的放大结构示意图。

图12：为本实用新型提供的两块完整的型材板拼接时的示意图。

图13：为本实用新型提供的一块完整的型材板与另一块沿图12中N线切割后的型材板拼接时的示意图。

图14：为本实用新型提供的一块完整的型材板与另一块沿图12中M线切割后的型材板拼接时的示意图。

图15：为本实用新型提供的一块完整的型材板与另一块沿图12中L线切割后的型材板拼接时的示意图。

附图标号说明：

1、顶部框架；11、纵梁；12、第一横梁；13、第二横梁；14、第三横梁；141、进线孔；15、第一承重梁；16、第二承重梁；17、吊座；18、布线支架；19、加强筋；

2、底部板材；

3、第一侧板；31、第一开口；32、进线口；

4、第二侧板；

5、中间隔板；

6、第一净室；61、背板；62、第一腔室；621、第一分隔板；63、第二腔室；64、第三腔室；641、第三分隔板；

7、脏室；71、安装隔板；72、第二净室；73、脏室主体；731、挡风板；

81、安装型腔；811、安装孔；8111、***区；8112、限位区；82、结构型腔；83、扎线支撑架；831、第一板体；832、第二板体；8321、固线孔；84、焊肩；85、螺栓；851、螺栓头。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

如图1至图3所示，本实施例提供一种适用于动车组的动力单元变流器的箱体，该箱体呈矩形体形状并安装在动车组车体下方，箱体包括有呈水平上、下间隔设置的顶部框架1和底部板材2，底部板材2的长度方向两端分别固定有呈竖直设置的第一侧板3和第二侧板4。

其中，第一侧板3与第二侧板4之间沿底部板材2的宽度方向固定设有中间隔板5，第一侧板3、第二侧板4和中间隔板5的顶部固定连接于顶部框架1，中间隔板5与第一侧板3之间构成第一净室6，中间隔板5与第二侧板4之间构成脏室7，在第一净室6内沿底部板材2的宽度方向至少顺序设有并排设置的第一腔室62和第二腔室63。底部板材2、顶部框架1、第一侧板3、第二侧板4和中间隔板5的材质均为铝合金，底部板材2、第一侧板3、第二侧板4和中间隔板5均由型材板构成，型材板上成型有用于安装电器部件的安装结构。

具体而言，上述第一腔室62和第二腔室63的纵向方向与箱体的纵向方向一致。第一侧板3、第二侧板4和中间隔板5的上下端均分别焊接于顶部框架1和底部板材2，整个箱体由铝材梁结构和铝板结构焊接组成立方体框架结构，铝材梁结构作为箱体的主要承力结构，上述的型材板作为大质量电器件的安装结构；铝板结构作为箱体的辅助承力结构和密封结构，以及作为小质量电器件和线束的安装结构；在使用时箱体的顶部采用吊挂方式悬挂于动车组的车体底部，第一净室6内用于安装牵引变流器组件，脏室7内用于安装辅助变流器组件以及冷却单元组件。整个箱体的尺寸根据所适用的动车组的结构而定，例如本实施例中箱体的长×宽×高的尺寸为4690mm×2390mm×687mm。

由于适用于动车组的箱体体积较大，一般超过4m³，为了保证整个箱体的强度和刚度要求，现有技术中一般采用钢材质焊接而成，但是这样使得整个箱体的重量较大；另外，由于钢材质很难定制成特殊的结构，现有技术中采用钢材质制成的箱体内还需要增加较多的安装板等转接结构来对电器部件进行安装，使得结构更加复杂，而且由于用于动车组的箱体内安装的电器部件较多，加上转接结构较多也使得组装难度进一步增大；此外，转接结构的设置也会影响到顶部框架1向底部板材2的直接传力作用。

而本实施例中的箱体通过采用铝合金材质，不仅能够减轻重量，同时容易制成特定的形状，使得底部板材2、第一侧板3、第二侧板4和中间隔板5在采用铝合金材质的同时能够制成型材板的结构，使得整个箱体在采用铝合金材质减轻重量的同时通过型材板的结构设计保证了强度要求，以满足动车组轻量化的要求。

同时，由于型材板上成型有用于安装电器部件的结构，就不再需要增加安装板等转接结构对电器部件安装，使得对动车组变流器的各电器部件进行组装时更加方便，降低了组装难度。而且由于减少了安装板等转接结构的设置，也更有利于顶部框架1向底部板材2的直接传力作用，提高箱体的强度和稳定性。另外，将整个箱体分割成第一净室6和脏室7，同时将第一净室6中设有第一腔室62和第二腔室63，实现模块化结构设计，使得结构更加紧凑，安装更加便利。

以下参照图4至图15，对型材板的具体结构进行描述，具体如下：

参照图4、图5及图12-图15所示，型材板的内部形成有至少一结构型腔82及至少一安装型腔81，结构型腔82及安装型腔81均沿型材板的长度方向贯通延伸，且结构型腔82及安装型腔81沿型材板的宽度方向排列设置且相互独立。安装型腔81的顶部开设有至少一个贯通型材板的上表面的安装孔811，且型材板的上表面上设有至少一个扎线支撑架83。这里的安装型腔81、安装孔811和扎线支撑架83构成上述的型材板上的安装结构。

具体而言，每个结构型腔82的内部的上表面与型材板的上表面之间形成结构型腔82的顶板，每个结构型腔82的内部下表面与型材板的下表面之间形成结构型腔82的底板，每个安装型腔81的内部的上表面与型材板的上表面之间形成安装型腔81的顶板，每个安装型腔81的内部的下表面与型材板的下表面之间形成安装型腔81的底板，每两个相邻的型腔(可以为每两个相邻的结构型腔82、每两个相邻的安装型腔81或相邻设置的结构型腔82与安装型腔81)之间均形成有分隔壁。

其中，型材板中的结构型腔82的设置既能够提高型材板的强度，同时还能减轻型材板的重量，降低型材板的生产原料成本。而安装型腔81供其他机械零件(例如螺栓85、螺杆)的安装，在安装时可以将各个机械零件定位于安装型腔81中，仅使工作部分露出于安装型腔81外部，而无需将整个机械零件都固定在型材板的表面上，保证型材板表面的整洁，提高箱体的平面度。

螺栓85、螺杆等机械零件可以通过安装孔811可拆装地定位安装于安装型腔81中，如此既能方便实现其他机械零件的安装，且将机械零件设为可拆装的能避免对型材板进行焊接，避免由于焊接导致型材板硬度、强度、塑性等特性下降的情况发生。同时，在装配过程中，能供工作人员方便地固定功能器件的线束固定于距离较近或其他合适位置的扎线支撑架83上，另外，扎线支撑架83与型材板也是一体成型固定的，同样不需要进行焊接，避免焊接对型材板带来的伤害。

由此，通过在型材板的内部设置结构型腔82能有效提高型材板的结构强度，并减轻型材板的重量，使得整个箱体在采用铝合金材质减轻重量的同时通过型材板的结构设计保证了强度要求，以满足动车组轻量化的要求。同时，通过在型材板的内部设置安装型腔81，能方便地实现螺栓85、螺杆等机械结构的安装，在对各电器部件进行安装时可直接通过螺栓85或者螺杆固定在型材板上的安装孔811上，这样，就不再需要增加安装板等转接结构对电器部件安装，不仅大大简化了箱体的结构，提高了箱体的平面度，也大大降低了各电器部件的组装难度，使得装配更加方便。

进一步地，如图4、图5及图12-图15所示，结构型腔82及安装型腔81均设有多个，多个结构型腔82及多个安装型腔81沿型材板的宽度方向排列设置且相互独立，各安装型腔81相邻设置或每两个安装型腔81之间设有至少一个结构型腔82，各结构型腔82相邻设置或每两个结构型腔82之间设有至少一个安装型腔81，即多个结构型腔82与多个安装型腔81可以以任意的顺序周期性或非周期性沿型材板的方向排列设置，使型材板的结构具有灵活多变的特点。

作为优选，如图5、图7、图10及图12-图15所示，安装型腔81的横截面为凸字形结构，安装孔811开设于型材板上与凸字形结构的最上端相对应的位置处，请参见图10，将安装型腔81的结构设为凸字形，一方面能够减小安装孔811开设位置处的厚度，便于安装孔811的开孔操作，另一方面能够保证安装孔811的开孔边缘处与螺栓85的螺栓头851相卡接的位置处的厚度从而保证其强度，在位于安装型腔81外部的螺杆受力时能防止安装孔811的开孔边缘处在螺栓头851的作用下产生形变、破裂等情况，保证机械零件在安装型腔81内的可靠安装。

作为优选，如图4及图11所示，安装孔811包括***区8111及限位区8112，***区8111的沿型材板的宽度方向上的尺寸大于限位区8112的沿型材板的宽度方向上的尺寸，且限位区8112沿型材板的长度方向延伸，以安装螺栓85为例，在安装过程中，将螺栓头851通过***区8111***至安装型腔81的内部，接着使螺栓85向限位区8112滑动，在螺栓85进入限位区8112后，限位区8112边缘处的安装型腔81的顶板将螺栓头851限位于安装型腔81的内部，使螺栓85仅能沿限位区8112的长度方向往复滑动而无法从限位区8112中脱出，实现螺栓85与安装型腔81的限位，接着将螺栓85调整到合适的位置，最后在型材板的上方向螺栓85上套设垫圈并旋接螺母将螺栓85定位，即可完成螺栓85的安装。

作为优选，如图4所示，安装孔811为成对设置，每对的两个安装孔811的限位区8112相对布置，即每对的两个安装孔811的限位区8112之间的距离小于每对的两个安装孔811的***区8111的距离，以防止被安装在型材板上的机械零件在型材板的长度方向上滑动、脱出。

作为优选，限位区8112为沿型材板的长度方向延伸的一字型结构，***区8111为圆形结构、六边形结构或与限位区8112垂直的一字形结构，需要说明的是，限位区8112的形状结构以及***区8111的形状结构并不以上述为限，只要能保证限位区8112能对螺栓85进行限位使其不会与安装型腔81脱离，且***区8111能供螺栓85的螺栓头851***即可。

作为优选，如图4-图7及图12-图15所示，结构型腔82的沿型材板的宽度方向上的纵向截面为矩形、梯形、三角形、圆形、椭圆形或六边形，本实用新型并不以此为限，且在结构型腔82的纵向截面为矩形、梯形、三角形或六边形的状态下，结构型腔82的内壁上的拐角处形成倒角或圆角，以提高结构型腔82的结构强度。

进一步地，如图5及图12-图15所示，沿型材板的宽度方向的两侧分别一体成型连接有呈板状的焊肩84，焊肩84的下表面与型材板的下表面平齐且焊肩84沿型材板的长度方向延伸，焊肩84的厚度与安装型腔81的底板的厚度、结构型腔82的底板的厚度相同，且焊肩84的宽度与安装型腔81的沿型材板的宽度方向上的尺寸相同。

请参见图12-图15，通过设置焊肩84能顺利实现两型材板之间的焊接连接，焊接方式可以为搅拌摩擦焊、弧焊、激光焊中的一种或多种的组合，本实用新型并不以此为限；另外，图13-图15中分别示出了将型材板沿N线切割、将型材板沿M线切割及将型材板沿L线切割的情况，可以看出，在焊肩84的厚度与安装型腔81的底板的厚度、结构型腔82的底板的厚度相同，且焊肩84的宽度与安装型腔81的沿型材板的宽度方向上的尺寸相同时，沿上述L线、M线及N线切割后的型材板的边缘与完整的型材板的边缘完全相同，从而能有效保证切割后得到的宽度减小的型材板其结构强度不会降低。

进一步地，如图4、图5、图9及图12-图15所示，扎线支撑架83包括第一板体831与第二板体832，第一板体831与第二板体832均沿型材板的长度方向延伸，第一板体831与型材板的上表面垂直设置，第一板体831的下边缘与型材板的上表面(的任意位置)相接，第二板体832与型材板的上表面平行设置，第二板体832的一侧边缘与第一板体831的上部边缘相接，且第一板体831与第二板体832相互垂直，即扎线支撑架83的结构与角钢的结构相似，第二板体832上开设有固线孔8321，用于固定功能器件的线束，其中，第一板体831的高度以及第二板体832的宽度可以根据实际情况灵活调整。

作为优选，如图4、图5、图9及图12-图15所示，第一板体831的下边缘与型材板的上表面相接的位置位于相邻设置的安装型腔81与结构型腔82之间的分隔壁的上方、相邻设置的两安装型腔81之间的分隔壁的上方或相邻设置的两结构型腔82之间的分隔壁的上方，以保证扎线支撑架83与型材板之间连接后的结构强度，在向扎线支撑架83上固定线束的过程中避免扎线支撑架83由于受力倾斜或下压导致型材板的上表面形变甚至破裂的情况发生。

作为优选，安装型腔81的内部填充有保温材料和/或降噪材料；且型材板为铝合金制成的型材板；另外，型材板是通过挤压成型、铸造、机械加工及增材制造中的一种工艺或多种工艺组合制造而成。

综上，与现有技术相比，本实施例中的型材板优点如下：本实施例提供的型材板，通过在其内部设置安装型腔81，能方便地实现螺栓85、螺杆等机械结构的安装，同时通过设置结构型腔82能有效提高型材板的结构强度，并减轻型材板的重量，另外，结构型腔82与安装型腔81的宽度可以设置的较小，在需要通过切割拼接来达到某一宽度时，可以方便地从两型腔之间(安装型腔81与结构型腔82之间、两安装型腔81之间、两结构型腔82之间)进行切割，并将某一切割部分与其它整块的或部分的型材板焊接固定，满足多种宽度需求。

在具体实现过程中，上述的箱体既可以适用于高速动车组，也可以适用于低速动车组，这里的高速动车组是指车速在300km/h以上的动车组，一般车速为300～350km/h，而车速低于300km/h以下的为低速动车组。

当箱体适用于高速动车组时所安装的电器部件相对较多，为使结构更加紧凑以及更便于各电器部件的安装以及走线，适用于高速动力车时箱体的详细结构如图1至图3所示，具体如下：

针对顶部框架1：

参照图2，上述的顶部框架1包括平行间隔设置的两根纵梁11，以及横向固定在两根纵梁11之间的多根第一横梁12、多根第二横梁13和一根第三横梁14，各梁之间焊接而成。其中一根第一横梁12与中间隔板5固定，另一根第一横梁12与第二侧板4固定，其余第一横梁12间隔地设置在上述两根第一横梁12之间。第三横梁14固定在第一侧板3上方，多根第二横梁13间隔地固定在两纵梁11之间且位于第一侧板3与中间隔板5之间的位置。

在实际应用中，第三横梁14上开设有多个进线孔141，一般对应上述的第一腔室62和第二腔室63开设，以便于进线。另外，第一横梁12的强度大于第二横梁13的强度(第一横梁12的截面尺寸大于第二横梁13的截面尺寸)。

由于第一净室6内电器部件的重量较轻，而脏室7内电器部件的重量相对较重，因此为了满足整个箱体的强度以及稳定性要求，第一横梁12的强度要大于第二横梁13的强度，一般优选第一横梁12的强度为第二横梁13的强度的1.5～2倍。同时第二横梁13强度较低，其直径相对较细，占用空间较小，也更有利于进行区域划分。另外，由于脏室7内电器部件的重量较重，为了进一步增加箱体的强度和稳定性，在脏室7对应的顶部框架1部分一般还设有多个承重梁，例如下述的第一承重梁15和第二承重梁16。

为了方便箱体的顶部采用吊挂方式悬挂于动车组的车体底部，在顶部框架1的周向上设有向外侧延伸的多个吊座17，即在两根纵梁11、与第二侧板4固定的第一横梁12以及第三横梁14上设有多个吊座17，具体吊座17的设置数量可以根据所适用的动车组的结构而定，例如本实施例中按照图2中示出的共设置18个吊座17。对于上述第一横梁12、第二横梁13以及承重梁的数量根据所要实现的电器功能而定，例如本实施例中设置三根第一横梁12和三根第二横梁13。

针对第一净室6：

在第一净室6内沿底部板材2的宽度方向还设有与第二腔室63并排设置的第三腔室64，各个腔室之间分别设有一个分隔的背板61。第一腔室62和第三腔室64内分别间隔设有与背板61垂直设置的多个第一分隔板621和多个第三分隔板641，多个第一分隔板621和多个第三分隔板641分别将第一腔室62和第三腔室64分割成多个第一子腔室和多个第三子腔室。

其中，两个背板61的上下端分别与顶部框架1和底部板材2焊接，第三腔室64和第一腔室62完全对称设置，主要用来安装牵引变流器组件中较大的电器部件，多个第一子腔室和多个第三子腔室内分别用于安装牵引变流器组件中的牵引控制单元、功率模块、接触器和谐振电容，第二腔室63内用于安装牵引变流器组件中的中间电容和电阻模块。

这样，第一腔室62和第三腔室64在起到组装电器部件的同时也能起到承重的作用，多个第一分隔板621和多个第三分隔板641均同时与顶部框架1的第二横梁13和底部板材2焊接，第一分隔板621和第三分隔板641的设置分别将第一腔室62和第三腔室64分割成多个空间结构，细化了模块化结构的设计，模块化的空间结构既可以提高结构的强度，同时还使得组装更加便利，提高组装电器部件的效率，使得结构更加紧凑。

在具体实现过程中，在背板61上对应安装牵引变流器组件中的功率模块的部分开设有方孔，该方孔处设有电机架，以便于辅助安装牵引变流器组件中的功率模块，同时方孔也起到减重的作用。第一腔室62和第三腔室64中分别靠近第一侧板3的第一分隔板621和第三分隔板641主要起支撑和承重的作用，这两块分隔板上一般不开设减重孔，而对于其余第一分隔板621和第三分隔板641上一般开设有多个减重孔，起到减重的同时还有利于布置控制线以及更好的传力作用。

在实际应用中，第一分隔板621和第三分隔板641的数量可以根据实际所需要实现的电器功能进行选择，例如可以按照图1和图2中示出的设置三个第一分隔板621和三个第二分隔板以形成四个第一子腔室和四个第三子腔室。此时，四个第一子腔室内沿第一侧板3向中间隔板5的方向依次用于安装牵引变流器组件中的接触器、功率模块、功率模块和谐振电容，四个第三子腔室内沿第一侧板3向中间隔板5的方向依次用于安装牵引变流器组件中的牵引控制单元、功率模块、功率模块和谐振电容，第二腔室63中的电阻模块靠近第一侧板3安装，中间电容靠近中间隔板5安装，以便于检查维护。此种电器部件的安装布局更加方便于走线，简化整体结构，更有利于实现各个电器部件的功能。另外，为了方便走线，辅助变流器组件中的功率模块一般安装在靠近中间隔板5的第一子腔室或者第三子腔室中。

当然，由于第一腔室62和第三腔室64是完全对称的，因此，两者所安装的电器部件也是可以对调的。上述的牵引控制单元、接触器、功率模块、谐振电容、中间电容和电阻模块均为牵引变流器组件的组成部分，此部分均为现有技术，对于牵引变流器组件中的其他电器部件则在考虑方便布线的同时可以安装在任意空隙处。

对于第一腔室62和第三腔室64中的电器部件一般分别从箱体的两侧进行放入拆装，在底部板材2上对应第二腔室63的部分一般开设有多个第一安装口，以便于第二腔室63内的电器部件由底部实现拆装。另外，第一净室6对应的顶部框架1上还设有多个布线支架18，以更加方便布线同时增加强度，布线支架18的具体数量和安装位置根据实际需要而定，本实用新型对此不进行限定。

由此，对于第一净室6，通过背板61、第一分隔板621和第三分隔板641的配合将第一净室6分割成多个模块空间，使得结构更加紧凑，更方便电器部件的组装，还能够提高结构的强度。同时，各电器部件分别由箱体的两侧和底部进入第一腔室62、第三腔室64以及第二腔室63内，使得电器部件的拆装更加方便，进一步提高了组装效率。而各个电器部件在各个模块空间的布局方式也更方便于布线，以简化结构。

针对第一侧板3：

第一侧板3由多个上述的型材板焊接而成，优选通过搅拌摩擦焊拼接而成，以使焊完后板材之间更易熔合，避免出现气孔，保证平面度。第一侧板3同时焊接于顶部框架1和底部板材2，第一侧板3上对应上述的第一腔室62和第二腔室63的部分还均设有第一开口31，在第一开口31处设有门结构并在第一开口31处设有密封条进行密封来实现箱体端面的密封。通过门结构的设置更加方便于对第一腔室62和第二腔室63内的电器部件进行安装和维护，一般电器部件安装完成后则将门结构关闭，需要进行维护时再打开门结构。另外，在第一侧板3上对应第三腔室64的部分还设有多个进线口32，以便于进线。

针对脏室7：

在脏室7内一角处且靠近第二侧板4设有安装隔板71，以将脏室7分割成相互独立的第二净室72和脏室主体73，安装隔板71的材质为铝合金。

其中，安装隔板71一般呈L型，与顶部框架1、底部板材2和第二侧板4同时焊接，在起到承载接触器的同时起到密封作用。第二净室72内用于安装辅助变流器组件中的接触器，脏室主体73为有源大质量电器部件的主要承载结构，用于安装冷却单元组件以及辅助变流器组件中的变压器和谐振电感。通过安装隔板71的设置将整个脏室7分割成位于一角处的第二净室72以及位于脏室7的其余部分的脏室主体73，采用模块化结构设计，提高结构强度的同时更有利于电器部件的组装。

在本实施例中，为满足各电器部件的冷却效果以及节约成本的考虑，对第一净室6内的电器部件(主要是功率模块)采用水冷方式，对脏室7内的电器部件(主要是变压器和谐振电感)采用风冷方式，冷却单元组件包括散热器、集流器、风机、水泵和冷却水管。其中，脏室主体73内靠近中间隔板5的部分用于安装散热器、集流器、风机和水泵，脏室主体73内靠近第二侧板4的部分用于安装上述的变压器和谐振电感，冷却水管由脏室主体73延伸至第一净室6以对第一净室6内的功率模块进行水冷。

具体而言，为了便于脏室主体73内电器部件的设置以及风机对电器部件的风冷效果，实际应用时，脏室主体73的两侧且靠近中间隔板5对称设有两个带有通孔的挡风板731，两个挡风板731分别与箱体的两侧构成的空间内均用于安装冷却单元组件中的一个散热器和一个集流器，两个挡风板731之间的空间用于安装冷却单元组件中的风机和水泵，风机优选采用双轴离心风机，两个集流器通过挡风板731上的通孔与风机连接。由于变压器的发热温度高于谐振电感，一般脏室主体73内靠近第二侧板4的部分中与两个挡风板731之间的空间相对应的位置用于安装变压器，靠近箱体一侧的位置用于安装谐振电感。

整个脏室7内采用强迫走风的冷却形式，在正常工作时，离心风机在风道内造成负压，自然风由箱体的两侧吸入到散热器，经散热作用后自然风的温度降低，再经集流器后被吸入风机，然后将温度降低后的自然风吹向变压器以及谐振电感，由于温度降低后的自然风的温度低于变压器和谐振电感的发热温度，因此能够为变压器和谐振电感等发热器件进行冷却作用，最后自然风由底部排出箱体外，自然风的风向如图3中的箭头方向所示。

对于第二净室72内的接触器以及脏室主体73内的散热器和集流器一般分别从对应的箱体两侧进行放入拆装以及后续的维护，在底部板材2上对应脏室主体73内靠近中间隔板5的部分开设有多个第二安装口，在底部板材2上对应脏室主体73内靠近第二侧板4的部分开设有多个第三安装口，以便于风机、水泵、变压器和谐振电感由底部实现拆装以及维护。

为了便于为有源部件风机提供支撑，使得风机有效的工作，同时增加箱体的强度和稳定性，在两个挡风板731之间的区域对应的顶部框架1部分设有多个第一承重梁15，在脏室主体73内靠近第二侧板4的区域对应的顶部框架1部分设有多个第二承重梁16，第二承重梁16通过螺栓安装于顶部框架1，以保证风机运行更加平稳。

针对第二侧板4：

第二侧板4由多个上述的型材板焊接而成，优选通过搅拌摩擦焊拼接而成。第二侧板4同时焊接于顶部框架1和底部板材2，第二侧板4对应脏室主体73的部分开设有多个第二开口，在第二开口处设有盖板并在第二开口处通过密封条进行密封，以实现箱体端面的密封。

盖板的设置主要是为了便于冷却水管道的拆装，一般在安装冷却水管时盖板处于打开状态，待冷却水管安装完成后盖板处于关闭状态，除非特殊情况盖板将不再打开。由于冷却水管是由第二侧板4一直延伸到第一净室6的端部，一般通过打开第一侧板3上的门结构对冷却水管进行维护检查操作。另外，第二侧板4上还设有多个出线孔，以便于出线。

针对中间隔板5：

中间隔板5由多个上述的型材板焊接而成，优选通过搅拌摩擦焊拼接而成。中间隔板5同时焊接于顶部框架1和底部板材2，中间隔板5将整个箱体分割成脏室7和净室，起到密封的作用，同时可以在运行中将顶部框架1的力更好的传递到底部板材2。其中，对于第一净室6和第二净室72的框架来说均有明确的密封性能要求，而对于脏室主体73的框架则无明确的密封性能要求。

针对底部板材2：

底部板材2由多个上述的型材板焊接而成，优选通过搅拌摩擦焊拼接而成，各电器部件可以通过螺栓直接固定在底部板材2中型材板上的安装孔内，简单方便。在底部板材2上对应第二腔室63的部分开设有多个第一安装口，在底部板材2上对应脏室主体73内靠近中间隔板5的部分开设有多个第二安装口，在底部板材2上对应脏室主体73内靠近第二侧板的部分开设有多个第三安装口。在第一安装口、第二安装口和第三安装口处均设有门结构并通过密封条进行密封，且第三安装口对应的门结构上开设有多个出风孔，以便于出风。

其中，第一安装口、两个挡风板731之间部分对应的第二安装口以及第三安装口主要是为了便于各腔室内相应的电器部件由底部进行拆装以及后期的维护；两个挡风板731分别与箱体的两侧构成的空间所对应的第二安装口主要是为了便于散热器和集流器的后期维护。当然，在进行安装各电器部件时，会根据需要将电器部件与邻近的各板材通过螺栓进行固定。

进一步地，为了保证整个第一净室和第二净室的密封性，以及更好的保护整个箱体，顶部框架1的顶部密封覆盖有顶部铝板，上述的第一子腔室和第三子腔室对应的箱体两侧分别设有一个门结构并通过密封条密封，第二净室72和脏室主体73对应的箱体两侧且靠近第二侧板4的部分均设有门结构并通过密封条进行密封。对于脏室主体73对应的箱体两侧且靠近中间隔板5的部分为敞开的，以作为进风口。

另外，在实际应用中，在底部板材2的前后两侧边沿长度方向还均设有加强筋19，既可以起到加固箱体的作用，同时可以用于动车组的车体框架压接密封条的作用，底部板材2、第一侧板3、第二侧板4、顶部铝板以及各个门结构围成了封闭箱形结构，有效的提高了箱体的整体刚度，使箱体的变形量得到有效的控制，使由变流器质心传递的重力可顺利的通过悬挂结构传递到动车组车体的底架上，未形成明显的应力薄弱区域。

上述整个箱体的材质均采用铝合金，即上述的顶部框架1、底部板材2、第一侧板3、第二侧板4、中间隔板5、背板61、第一分隔板621、第三分隔板641、安装隔板71、挡风板731以及各个门结构等各组成部分的材质均为铝合金。

综上，本实施例中的箱体采用铝合金材质，并通过型材板的结构配合使得箱体减轻重量的同时保证了强度，通过第一横梁12和第二横梁13的强度不同、部分分隔板上开设的减重孔以及承重梁的相互配合进一步保证了整个箱体的强度和稳定性，满足了动车组轻量化的要求，采用本实施例中的箱体的重量比同体积的钢结构箱体减少20％左右。整个箱体的部分板材采用型材板同时箱体采用模块化的结构设计，使得箱体的加工制造更加容易，装配电器部件更加方便，同时箱体的平面度要高于钢结构箱体。而各个电器部件可以分别从箱体的两侧以及底部进行拆装，使得操作更加方便，进一步提高了组装效率。

另外，按照上述所列出的各个电器部件的安装布局，更方便于布线，使得从动车组的车体上进线后，离电阻模块最近，从箱体靠近第一侧板3的一端进线后走线一圈最终由箱体靠近第二侧板4的另一端出去，能够保证布线时每个弯角都处于90～180度之间，进而更有利于实现各电器部件的功能。

此外，需要说明的是，当上述的箱体适用于低速动车组时，由于所需要的电器部件相较于高速动车组较少(主要为电容数量减少)，因此，上述的第一净室6中仅需设置一个上述背板61以分割成第一腔室62和第二腔室63即可，并不需要设置上述的第三腔室64。另外，对于第二净室72可以按照上述的方式通过安装隔板71在脏室7的一角隔出，也可以将上述第三腔室64的位置作为第二净室72，以用于安装辅助变流器组件中的接触器。根据接触器放置的位置，所在的框架会适应性调整。此种布局下同样有利于布线。其余结构和适用于高速动车组的一样，在此不再赘述。

以上仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (12)

1.一种适用于动车组的动力单元变流器的箱体，该箱体呈矩形体形状并安装在动车组车体下方，其特征在于，

所述箱体包括有呈水平上、下间隔设置的顶部框架和底部板材，所述底部板材的长度方向两端分别固定有呈竖直设置的第一侧板和第二侧板；

所述第一侧板与第二侧板之间沿所述底部板材的宽度方向固定设有中间隔板，所述第一侧板、第二侧板和中间隔板的顶部固定连接于顶部框架，所述中间隔板与第一侧板之间构成第一净室，所述中间隔板与第二侧板之间构成脏室，在第一净室内沿底部板材的宽度方向至少顺序设有并排设置的第一腔室和第二腔室；

所述底部板材、顶部框架、第一侧板、第二侧板和中间隔板的材质均为铝合金，所述底部板材、第一侧板、第二侧板和中间隔板均由型材板构成，所述型材板上成型有用于安装电器部件的安装结构。

2.如权利要求1所述的适用于动车组的动力单元变流器的箱体，其特征在于，

所述型材板的内部形成有至少一结构型腔及至少一安装型腔，所述结构型腔及所述安装型腔均沿所述型材板的长度方向贯通延伸，且所述结构型腔及所述安装型腔沿所述型材板的宽度方向排列设置且相互独立；

所述安装型腔的顶部开设有至少一个贯通所述型材板的上表面的安装孔，且所述型材板的上表面上设有至少一个扎线支撑架，所述安装型腔、安装孔和所述扎线支撑架构成所述型材板上的安装结构。

3.如权利要求1所述的适用于动车组的动力单元变流器的箱体，其特征在于，

所述顶部框架包括平行间隔设置的两根纵梁，以及横向固定在两根纵梁之间的多根第一横梁、多根第二横梁和一根第三横梁；

其中一根第一横梁与中间隔板固定，另一根第一横梁与第二侧板固定，其余第一横梁间隔地设置在上述两根第一横梁之间；

第三横梁固定在第一侧板上方，多根第二横梁间隔地固定在两纵梁之间且位于第一侧板与中间隔板之间的位置。

4.如权利要求3所述的适用于动车组的动力单元变流器的箱体，其特征在于，

所述第一横梁的强度大于所述第二横梁的强度，所述第三横梁上开设有多个进线孔。

5.如权利要求1所述的适用于动车组的动力单元变流器的箱体，其特征在于，

在所述第一净室内沿底部板材的宽度方向还设有与所述第二腔室并排设置的第三腔室，各个腔室之间分别设有一个分隔的背板；

所述第一腔室和所述第三腔室内分别间隔设有与所述背板垂直设置的多个第一分隔板和多个第三分隔板，多个第一分隔板和多个第三分隔板分别将所述第一腔室和第三腔室分割成多个第一子腔室和多个第三子腔室。

6.如权利要求1所述的适用于动车组的动力单元变流器的箱体，其特征在于，

所述第一侧板上对应所述第一腔室和第二腔室的部分均开设有第一开口，在第一开口处设有门结构并在第一开口处通过密封条进行密封。

7.如权利要求5所述的适用于动车组的动力单元变流器的箱体，其特征在于，

在所述脏室一角处且靠近第二侧板设有安装隔板，以将所述脏室分割成相互独立的第二净室和脏室主体，所述安装隔板的材质为铝合金。

8.如权利要求7所述的适用于动车组的动力单元变流器的箱体，其特征在于，

所述脏室主体的两侧且靠近中间隔板对称设有两个带有通孔的挡风板。

9.如权利要求8所述的适用于动车组的动力单元变流器的箱体，其特征在于，

所述底部板材上对应所述第二腔室的部分开设有多个第一安装口，所述底部板材上对应所述脏室主体内靠近中间隔板的部分开设有多个第二安装口，所述底部板材上对应所述脏室主体内靠近第二侧板的部分开设有多个第三安装口；

在所述第一安装口、第二安装口和第三安装口处均设有门结构并通过密封条进行密封，且所述第三安装口对应的门结构上开设有多个出风孔。

10.如权利要求9所述的适用于动车组的动力单元变流器的箱体，其特征在于，

所述顶部框架的顶部密封覆盖有顶部铝板，所述第一子腔室和第三子腔室对应的箱体两侧分别设有一个门结构并通过密封条密封；

所述第二净室和脏室主体对应的箱体两侧且靠近第二侧板的部分均设有门结构并通过密封条进行密封。

11.如权利要求7所述的适用于动车组的动力单元变流器的箱体，其特征在于，

所述第二侧板上对应所述脏室主体的部分开设有多个第二开口，在所述第二开口处设有盖板并在第二开口处通过密封条进行密封。

12.如权利要求1所述的适用于动车组的动力单元变流器的箱体，其特征在于，

在所述脏室对应的顶部框架部分设有多个承重梁。

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