CN102946183A - 用于大功率变流器的复合式冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及大功率变流器的冷却领域，具体是一种用于大功率变流器的复合式冷却装置，包括进水口和出水口分别固定有水分配器的水泵，温度传感器，所述的温度传感器固定于水泵出水口处的水分配器上。本发明所述的用于大功率变流器的复合式冷却装置的温度传感器固定于水泵出水口处的水分配器上，不再受到冷却风机的振动，同时避免了雨水对温度传感器的侵蚀，降低了温度传感器的故障率，大大延长了温度传感器的寿命，使得冷却系统及时对变流器功率模块进行保护，保证了大功率变流器能够安全、正常、稳定、高效的运行工作。

Description

用于大功率变流器的复合式冷却装置

技术领域

本发明涉及大功率变流器的冷却领域，具体是一种用于大功率变流器的复合式冷却装置。

背景技术

随着电力电子器件技术的不断突破，大功率变流技术迎来了前所未有的跨越式发展，大功率变流装置被广泛应用在铁路、电力、航天、船舶、石油、汽车等领域。为保证大功率变流器的功率模块能够正常、稳定、高效的运行工作，解决功率模块的冷却问题尤为重要。

申请号为“200820227643.X”的“用于变流器功率模块的水冷却装置”的专利，解决了变流器中功率模块的散热、冷却问题，其（如图1所示）包括热交换风冷装置，进水口和出水口分别固定有水分配器1、2的水泵3，其上带有进水口和出水口的功率模块快速接头4，膨胀水箱5，热交换风冷装置包括支撑箱体6，支撑箱体6内上部固定有冷却风机7，支撑箱体6内位于冷却风机7下部固定有带有进、出水管接头8、9的散热器10，在支撑箱体6上固定有水分配器11，支撑箱体6上的水分配器11经第一输水管12与散热器10的进水管接头8相连，同时支撑箱体6上的水分配器11还经第二输水管13与各功率模块快速接头4的出水口连接，散热器10的出水管接头经第三输水管14与水泵出水口处的水分配器1相连，各功率模块快速接头4的进水口经第四输水管22与水泵出水口处的水分配器2相连；膨胀水箱5与水泵进水口的水分配器1之间用第五输水管15连接，同时膨胀水箱5与固定于支撑箱体6上的水分配器11之间用管路16连接；在水泵进水口处的水分配器1上固定有充水阀门17；散热器10的出水管接头9与水泵进水口处的水分配器1之间的第三输水管14上串接有固定于热交换风冷装置的支撑箱体6上的另一水分配器18；散热器10包括带有所述进、出水管接头8、9的冷却液水道19，在冷却液水道19上密封固定有温度传感器20；在水泵出水口处的水分配器2上固定有压力传感器21。

工作时，利用水泵3进水口处的水分配器1上的充水阀门17对冷却系统填充水冷却液，当膨胀水箱5液面位置达到要求时即完成冷却液的填充。冷却风机7、水泵3开始工作，水泵3作为水冷却液的循环动力，使水冷却液循环。水冷却液从水泵3出水口出来，经水泵出水口处的水分配器2至各功率模块快速接头4的进水口，进入变流器功率模块中冷却基板的水腔，变流器功率模块中半导体器件产生的热量通过冷却基板与循环流过的水冷却液进行热量交换，热量交换后的高温水冷却液从功率模块快速接头4的出水口、经第二输水管13、固定于热交换风冷装置支撑箱体上的水分配器18进入热交换风冷装置内的散热器10内，冷却风机7对散热器10进行风冷，水冷却液的热量通过散热器10的冷却液水道19表面及其上的翅片以热辐射和对流散热的方式得以释放，充分降温后的水冷却液经散热器10的出水管接头、水泵3进水口处的水分配器1进入水泵3，依次不断循环，完成对变流器的功率模块的水冷却。变流器在正常运行过程中，水冷却液的体积会随温度变化而变化，同时水冷却液也有一定的损耗，利用膨胀水箱5进行液位的指示和对水冷却液进行有效地补充。水冷却系统在运行过程中，气泡对各部件的损害是非常巨大的，膨胀水箱5与固定于支撑箱体6上的水分配器11之间的管路16可对其进行有效的排除。压力传感器21用于检测水冷却液的压力和水泵3的旋转方向，当水冷却液的压力超出系统要求的范围或水泵3的旋转方向错误时，压力传感器21输出故障信号进行保护；温度传感器20用于检测水冷却液的温度，当温度超出系统要求的范围时，温度传感器20输出故障信号进行保护。

    但是，上述冷却装置在实际使用运行过程中，冷却风机7通过风道从机车外部吸入空气对散热器10进行冷却，下雨天会经常有雨水流入，温度传感器20内部被雨水侵蚀，经常造成温度传感器20故障，对机车变流器起不到保护作用；同时冷却风机7的振动也造成温度传感器20故障，大大缩短了温度传感器20的使用寿命，导致机车变流器误保护。

发明内容

本发明为了解决用于变流器功率模块的水冷却装置中温度传感器易于出现故障的问题，提供了一种用于大功率变流器的复合式冷却装置。

本发明是通过以下技术方案实现：用于大功率变流器的复合式冷却装置，包括进水口和出水口分别固定有水分配器的水泵，温度传感器，所述的温度传感器固定于水泵出水口处的水分配器上。

由于该冷却系统的冷却液水道布置在热交换风冷装置的背面，为了方便温度传感器的维修维护，在机车检修过程中，安装在热交换风冷装置的背面不利于温度传感器的安装和拆卸，同时，冷却风机的振动也经常造成温度传感器故障。因此，为了变流器控制测试点的需要，将其安装在水泵出水口处的水分配器上，测试冷却液经过散热器后的出口水温，与安装在热交换风冷装置中的温度传感器相比，可以大大降低其故障率，也便于温度传感器的安装和拆卸。

本发明所述的用于大功率变流器的复合式冷却装置的温度传感器固定于水泵出水口处的水分配器上，不再受到冷却风机的振动，同时避免了雨水对温度传感器的侵蚀，降低了温度传感器的故障率，大大延长了温度传感器的寿命，使得冷却系统及时对变流器功率模块进行保护，保证了大功率变流器能够安全、正常、稳定、高效的运行工作。

附图说明

图1为现有用于变流器功率模块的水冷却装置的结构示意图。

图2为现有用于变流器功率模块的水冷却装置的另一角度的结构示意图。

图3为图1中散热器的结构示意图。

图4为本发明是所述的用于大功率变流器的复合式冷却装置的结构示意图。

图5为本发明所述的用于大功率变流器的复合式冷却装置的局部结构放大图。

图中：1、2-水分配器，3-水泵，4-功率模块快速接头，5-膨胀水箱，6-支撑箱体，7-冷却风机，8-进水管接头，9-出水管接头，10-散热器，11-水分配器，12-第一输水管，13-第二输水管，14-第三输水管，15-第五输水管，16-管路，17-充水阀门，18-水分配器，19-冷却液水道，20-温度传感器，21-压力传感器，22-第四输水管。

具体实施方式

用于大功率变流器的复合式冷却装置，包括进水口和出水口分别固定有水分配器1、2的水泵3，温度传感器20，所述的温度传感器20固定于水泵3出水口处的水分配器2上。

Claims (1)

1.用于大功率变流器的复合式冷却装置，包括进水口和出水口分别固定有水分配器（1、2）的水泵（3），温度传感器（20），其特征在于，所述的温度传感器（20）固定于水泵（3）出水口处的水分配器（2）上。

Images