CN103138536B - 变流器冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种变流器冷却装置，该装置具有冷却风机、散热器、水泵、膨胀水箱、进水管组件和出水管组件，进水管组件由进水管和排列在该进水管上的多个进水接头构成，出水管组件由出水管和排列在该出水管上的多个出水接头构成，出水管连接散热器进水口，散热器出水口连接水泵进水口，水泵出水口连接进水管；膨胀水箱连接出水管，膨胀水箱连接进水管；进水管组件、出水管组件、水泵、膨胀水箱均能设在变流柜内，冷却风机和散热器均能设在变流柜外。本发明提高了管路的集成度，便于冷却装置维修，减小变流柜体积，解决了现有技术中管路复杂，冷却装置难于维修，变流柜体积较大的技术问题。

Description

变流器冷却装置

技术领域

本发明涉及一种冷却技术，涉及一种用于铁路机车的变流器冷却装置，属于大功率变流器冷却技术领域。

背景技术

机车大功率变流器是机车交流电传动系统的重要部件之一。机车正常工作时，大功率变流器的功率器件实现电路的导通和断开，然而功率器件(比如IGBT、二极管等半导体器件)工作时产生的能量损耗以热形式出现，这些热量如果不能有效的散发出去，就会对大功率变流器的工作效率构成影响，严重情况下会造成大功率变流器无法工作。因此，必须采用合适的冷却方式将大功率变流器的功率器件所产生的热量带走。

目前对于机车大功率变流器的冷却，通常采用水循环冷却方式，即采用水和乙二醇的混合液作为冷却介质对功率器件进行冷却，然后再利用一些冷却装置对该冷却介质进行二次冷却。

下述方案为一种用于机车大功率变流器功率模块的水冷却装置，具体结构如图1所示，该装置主要包括热交换器风冷装置、膨胀水箱1、水泵9，热交换器风冷装置包括安装在变流柜内的冷却风机3和散热器4，散热器4的进水管6经功率模块的快速接头11与水泵9的出水口相连，散热器4的出水管16经快速接头13及连接弯管7与水泵9进水口相连，膨胀水箱1出水口经不锈钢管2连接第一水分配器12，第一水分配器12连接散热器4，膨胀水箱1进水口经第二水分配器10与水泵9的出水口连接。功率模块的快速接头11分别用于连接水冷基板的接口；散热器4上设有温度传感器5用于监测散热器的温度，水泵9出口设有压力传感器8用于监测水泵9的出水口压力，这种冷却结构管路比较复杂，对连接件的密闭性要求比较高，冷却风机和散热器安装在变流柜内部，增加了变流柜的体积，同时也增加了由冷却风机振动引起的其他故障，不利于维护。

发明内容

本发明提供一种变流器冷却装置，用于解决现有技术中的缺陷，解决现有技术中管路复杂，不利于冷却装置维护，变流柜体积较大的技术问题，提高冷却装置连接管路的集成度，便于冷却装置的维修同时减小了变流柜体积。

本发明提供的变流器冷却装置具有冷却风机、散热器、水泵、膨胀水箱、进水管组件和出水管组件，所述进水管组件由进水管和排列在该进水管上的多个进水接头构成，所述出水管组件由出水管和排列在该出水管上的多个出水接头构成，所述出水管连接散热器进水口，所述散热器出水口连接水泵进水口，所述水泵出水口连接所述进水管；膨胀水箱分别连接出水管和进水管；所述进水管组件、出水管组件、水泵、膨胀水箱均用于设在变流柜内，所述冷却风机和散热器均用于设在所述变流柜外。

本发明的技术效果是：通过进水管组件和出水管组件简化管路连接，通过将散热器和冷却风机设在变流柜外，有效节约变流柜内部空间，减小了变流柜体积。

附图说明

图1为现有技术的冷却装置的立体图；

图2为本发明变流器冷却装置的主视图；

图3为图2中除冷却风机和散热器之外其余部件的立体图一；

图4为图2中除冷却风机和散热器之外其余部件的立体图二。

具体实施方式

如图2-4所示，本发明提供一种变流器冷却装置，该冷却装置具有冷却风机3、散热器4、水泵9、膨胀水箱1、进水管组件和出水管组件，进水管组件由进水管01和排列在该进水管上的多个进水接头02构成，出水管组件由出水管05和排列在该出水管上的多个出水接头06构成，出水管05连接散热器4进水口，散热器4出水口连接水泵9进水口，水泵9出水口连接进水管01；膨胀水箱1通过不锈钢管分别连接出水管05和进水管01；进水管组件、出水管组件、水泵9、膨胀水箱1均设在变流柜内，冷却风机3和散热器4均设在变流柜外。散热器4出水口与水泵9进水口之间连接有流量计21。流量计21和水泵9进水口之间连接有球阀22。出水管05与散热器4进水口之间通过管道连接，该管道上设有截止阀23和放气阀24。流量计21、球阀22、截止阀23和放气阀24均设在变流柜外，以方便管路的拆卸和维护。

整个冷却装置分为柜内冷却装置和柜外冷却装置。柜内冷却装置以水泵9为安装中心，作为本实施例的具体实施方式，可设出水分配器34安装在水泵9出水口处，进水管组件上排列有一个大波纹管03和多个小波纹管04，进水接头02分别连接该小波纹管04，该大波纹管03与出水分配器34进行紧固连接，进水管组件中各个小波纹管04的进水接头02和功率器件冷却基板一端的进水快速接头相连接。出水管组件上排列有一个大波纹管07和多个小波纹管08，出水接头06分别连接该小波纹管08，出水管组件的小波纹管08的出水接头06和功率器件冷却基板另一端的出水快速接头相连，出水管组件的大波纹管07和柜外管路组件15的管接头相连，柜外管路组件15的另一端管接头与水泵9的进水分配器组件35相连接，形成整个冷却液的流通通道。膨胀水箱1安装在变流柜内高点，用以吸收液体容量的变化和排压的功能，设在膨胀水箱1上的液位仪(图中未示)用于显示冷却液水位，进水管组件和出水管组件分别通过不锈钢管38和膨胀水箱1连接，起到排气泡的作用。流量计21连接在柜外管路组件15上，能够对冷却液的流量进行测量，方便检测和维护，放气阀24安装在柜外管路组件上用来排气，柜外管路15上还安装有截止阀23和球阀22，方便柜外管路组件的拆卸和维护，应用灵活。柜外管路留有对外接口的法兰，用来和散热器相连接。

冷却装置中还可安装温度传感器36和压力传感器37，可对冷却液的温度和压力进行实时测量并进行实时保护。为通过放气阀排出冷却液在不断的循环动力作用下所产生的气泡，膨胀水箱位于冷却装置的最高点，进水管和出水管分别和膨胀水箱之间通过不锈钢管连接；水泵的进水口安装进水分配器35，进水分配器35上安装有注水阀39，利用注水阀39可以对整个冷却装置充补冷却液，膨胀水箱1上设有液位仪，液面位置可通过膨胀水箱的液位仪显示。膨胀水箱1与水泵9连接橡胶管41，橡胶管41为做冷却液流通的连通；膨胀水箱1顶部连接一个溢水管40，溢水管40的设置是为了排气泡，当膨胀水箱1中压力达到一定值，膨胀水箱1顶部的阀门打开，通过溢水管40排气及渗液。

位于变流柜内的冷却装置部分结构紧凑简单，安装方便，管路集成度高。在水泵的动力作用下，进水管充满热量交换后的冷却液，通过进水管各分支大波纹管03流入功率器件的冷却基板的入口，冷却基板流出的冷却液通过出水管各分支小波纹管08汇总到出水管，并进入到柜外管路，最终进入到散热器中。利用风机对散热器进行强制风冷，冷却后的冷却液再通过散热器的出水口流入到柜内管路中，完成柜外冷却装置对冷却液的冷却。水泵9作为整个冷却装置的循环动力，将已被冷却后的冷却液不断的充入到冷却基板中。以此循环，不断的对功率器件实施冷却作用，完成整个牵引变流器的冷却。

本冷却装置采用主管路和分支管路结合的方式，克服了以往冷却管路连接复杂的缺点；为使管路的布局更加紧凑，进水管和出水管位于同一平面并做上下放置，连接进水管与水泵的出水汇流管位于进水管中间位置，连接出水管与散热器进水口的进水汇流管置于出水管中间的位置，不但节省了空间，还达到了很好的流量分配效果；柜外管路配有流量计的设计，能够对冷却液的流量进行测试，实现对冷却装置的保护作用，同时截止阀和球阀的设计也是便于柜外管路的整体拆卸和维护，结构方便灵活。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (3)

1.一种变流器冷却装置，该变流器冷却装置具有冷却风机、散热器、水泵和膨胀水箱，其特征在于，该变流器冷却装置还具有进水管组件和出水管组件，所述进水管组件由进水管和排列在该进水管上的多个进水接头构成，所述出水管组件由出水管和排列在该出水管上的多个出水接头构成，所述出水管连接散热器进水口，所述散热器出水口连接水泵进水口，所述水泵出水口连接所述进水管；膨胀水箱分别连接出水管和进水管；所述进水管组件、出水管组件、水泵、膨胀水箱均能设在变流柜内，所述冷却风机和散热器均能设在所述变流柜外；

所述进水管和出水管位于同一平面并上下放置，出水汇流管连接进水管与水泵，所述出水汇流管连接进水管的一端位于进水管中间位置，进水汇流管连接出水管与散热器进水口，所述进水汇流管连接出水管的一端置于出水管中间的位置；

所述进水汇流管上设有截止阀和放气阀。

2.根据权利要求1所述的变流器冷却装置，其特征在于，散热器出水口与水泵进水口之间连接有流量计。

3.根据权利要求2所述的变流器冷却装置，其特征在于，所述流量计和水泵进水口之间连接有球阀。