CN105449986A - 一种轨道交通牵引变流器用走行风冷式水冷系统 - Google Patents
一种轨道交通牵引变流器用走行风冷式水冷系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105449986A CN105449986A CN201410423239.XA CN201410423239A CN105449986A CN 105449986 A CN105449986 A CN 105449986A CN 201410423239 A CN201410423239 A CN 201410423239A CN 105449986 A CN105449986 A CN 105449986A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water
- traction convertor
- heat exchanger
- cooled
- cooling system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
本发明公开了一种轨道交通牵引变流器用走行风冷式水冷系统，包括热交换器及水冷总成，所述热交换器与水冷总成连通形成冷却回路，所述水冷总成安装于牵引变流器柜体内，所述热交换器安装牵引变流器柜体的外侧并处于车辆与车辆行走风相接触的面上。本发明具有减少震动、降低噪音、结构简单、操作简便、能够降低成本及提高工作可靠性等优点。
Description
技术领域
本发明主要涉及到轨道交通领域，特指一种适用于轨道交通牵引变流器的走行风冷式水冷系统。
背景技术
牵引变流器是轨道交通车辆的核心部件，其电气元件在工作中会产生热损耗，引起电气元件温度上升。如果温度超出元件所能承受的限度，可能会使电气元件产生绝缘失效、着火等危险，所以必须采用合适的冷却系统将变流器工作时产生的热量带走，这样才能保证变流器正常工作，从而保证车辆安全运行。
常见的牵引变流器水冷却系统一般由水冷散热器、热交换器、风机、膨胀水箱、水泵、过滤器、流量计、温度传感器、压力传感器、各种控制阀门及管路等部件组成。水冷基板上涂覆导热硅脂，半导体器件紧密贴装固定在水冷散热器的外表面组成牵引变流器功率模块。半导体器件工作时产生的热量首先传到水冷散热器上，水冷散热器再将热量传导到内腔的冷却水中，系统通过冷却水泵将水冷散热器内腔中的水强制循环到热交换器中，高温水在热交换器中通过风机强制通风散热，完成热交换后的冷却水再流回水冷散热器内腔重复上述冷却过程。
在上述现有的轨道交通牵引变流器用水冷系统中，通过热交换器的冷却空气是由冷却风机提供，而冷却风机运行时会有以下问题：
（1）风机运行时噪声污染严重。
（2）风机运行振动强烈。
（3）需要与风机配套的风道和过滤装置，使得水冷系统生产成本过高。
（4）运营成本、维护、维修成本高。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种减少震动、降低噪音、结构简单、操作简便、能够降低成本及提高工作可靠性的轨道交通牵引变流器用走行风冷式水冷系统。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种轨道交通牵引变流器用走行风冷式水冷系统，包括热交换器及水冷总成，所述热交换器与水冷总成连通形成冷却回路，所述水冷总成安装于牵引变流器柜体内，所述热交换器安装牵引变流器柜体的外侧并处于车辆与车辆行走风相接触的面上。
作为本发明的进一步改进：所述牵引变流器柜体安装于车辆的底部，所述热交换器安装于牵引变流器柜体的底部；或者，所述牵引变流器柜体安装于车辆的顶部，所述热交换器安装于牵引变流器柜体的顶部。
作为本发明的进一步改进：所述热交换器安装于牵引变流器前后位置处，所述热交换器通过管道与牵引变流器主体相连。
作为本发明的进一步改进：所述热交换器为两个以上且所有热交换器之间采用并联或串联连接。
作为本发明的进一步改进：所述水冷总成包括水泵和水冷散热器，所述水冷散热器为一个以上，所述水冷散热器用来把功率模块中半导体器件工作时产生的热量传到自身的水冷基板上，水冷基板再将热量传导到自身内腔的冷却介质；所述水泵是为整个水冷总成提供动力。
作为本发明的进一步改进：所述水冷总成的冷却回路中设置膨胀水箱。
作为本发明的进一步改进：所述水冷总成的冷却回路中设置压力传感器和温度传感器，分别用来检测水冷散热器两端压力和温度，并通过通讯传至车辆上的牵引控制单元。
作为本发明的进一步改进：所述热交换器为翅片管热交换器或板翅式热交换器。
作为本发明的进一步改进：所述牵引变流器柜体内设置用来降低牵引变流器柜体内温度的冷却风机。
与现有技术相比，本发明的优点在于：在本发明水冷系统中，通过热交换器的冷却空气是依靠轨道交通车辆运行时的走行风，而非冷却风机提供的冷却风，省掉与热交换器相匹配的风机，节约了风机的运营成本、维修维护成本，解决以往风机运行时所带来的振动与噪声问题；同时，由于系统少了一个关键部件，从而使系统故障率降低，大幅度提高可靠性，还可省去与之配套的风道和过滤装置，节约生产成本和空间。
附图说明
图1是本发明将牵引变流器柜体安装于车辆底部时的结构原理示意图。
图2是本发明将牵引变流器柜体安装于车辆顶部时的结构原理示意图。
图3是本发明在具体应用实例中采用翅片管式热交换器的结构原理示意图。
图4是本发明在具体应用实例中采用板翅式热交换器的结构原理示意图。
图例说明：
1、牵引变流器柜体；2、车辆；3、水泵；4、膨胀水箱；5、热交换器；6、水冷散热器；7、管道；8、压力传感器；9、温度传感器；10、水管接头；11、翅片；13、主水管；14、分水管；16、水翅片；17、风翅片。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1和图2所示，本发明的一种轨道交通牵引变流器用走行风冷式水冷系统，包括热交换器5及水冷总成，水冷总成安装于牵引变流器柜体1内，牵引变流器柜体1安装于车辆2的底部或顶部，热交换器5安装牵引变流器柜体1的外侧并处于车辆2与车辆行走风相接触的面上（例如：迎风面上，图中箭头方向为走行风方向）。当牵引变流器柜体1安装于车辆2的底部时，热交换器5安装于牵引变流器柜体1的底部；当牵引变流器柜体1安装于车辆2的顶部时，热交换器5安装于牵引变流器柜体1的顶部。通过上述结构，就能够实现高温水与外界空气进行热量交换，其中外界空气不是由风机提供，而是采用车辆2行驶时产生的行走风。
在具体应用实施例中，热交换器5可以为一个或多个，可以根据实际需要采用并联或串联使用。
可以理解，热交换器5也不一定位于牵引变流器柜体1的顶部或底部，只要能够与车辆2产生的走行风发生接触实现热交换即可。例如，将热交换器5置于牵引变流器前后一定距离位置处，热交换器5通过较长的金属软管或橡胶软管与牵引变流器主体相连。
水冷总成包括水泵3和水冷散热器6，其中水泵3是为整个水冷总成提供动力，将水冷散热器6内腔中的水强制循环到外部的热交换器5中进行热量交换。水冷散热器6为一个或多个，水冷散热器6用来把功率模块中半导体器件工作时产生的热量传到自身的水冷基板上，水冷基板再将热量传导到自身内腔的冷却介质中。以上所有部件均通过管道7连接，从而使冷却介质能在各部件中循环流动。
本实施例中，进一步在水冷总成的冷却回路中设置膨胀水箱4，膨胀水箱4的作用是补偿温度变化导致的液体体积变化，同时可以通过双向阀门和周围空气交换，调节水泵3进口的压力。
本实施例中，进一步在水冷总成的冷却回路中设置压力传感器8和温度传感器9，分别用来检测水冷散热器6两端压力和温度，并通过通讯传至车辆2上的TCU（牵引控制单元）进行监控及预警。
本实施例中，热交换器5可以采用翅片管热交换器，如图3所示，翅片管热交换器包括水管接头10、翅片11、分水管14及主水管13，水管接头10通过管路与冷却系统中其他部件相连。
本实施例中，热交换器5可以采用板翅式热交换器，如图4所示，板翅式热交换器包括主水管13、水管接头10、水翅片16及风翅片17，水管接头10通过管路与冷却系统中其他部件相连。
本实施例中，可以进一步在牵引变流器柜体1内设置冷却风机，用来降低牵引变流器柜体1内温度，而非实现半导体热损耗从变流器传至外界空气。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种轨道交通牵引变流器用走行风冷式水冷系统，包括热交换器（5）及水冷总成，所述热交换器（5）与水冷总成连通形成冷却回路，所述水冷总成安装于牵引变流器柜体（1）内，其特征在于，所述热交换器（5）安装牵引变流器柜体（1）的外侧并处于车辆（2）与车辆行走风相接触的面上。
2.根据权利要求1所述的轨道交通牵引变流器用走行风冷式水冷系统，其特征在于，所述牵引变流器柜体（1）安装于车辆（2）的底部，所述热交换器（5）安装于牵引变流器柜体（1）的底部；或者，所述牵引变流器柜体（1）安装于车辆（2）的顶部，所述热交换器（5）安装于牵引变流器柜体（1）的顶部。
3.根据权利要求1所述的轨道交通牵引变流器用走行风冷式水冷系统，其特征在于，所述热交换器（5）安装于牵引变流器前后位置处，所述热交换器（5）通过管道与牵引变流器主体相连。
4.根据权利要求1或2或3所述的轨道交通牵引变流器用走行风冷式水冷系统，其特征在于，所述热交换器（5）为两个以上时，所有热交换器（5）之间采用并联或串联连接。
5.根据权利要求1或2或3所述的轨道交通牵引变流器用走行风冷式水冷系统，其特征在于，所述水冷总成包括水泵（3）和水冷散热器（6），所述水冷散热器（6）为一个以上，所述水冷散热器（6）用来把功率模块中半导体器件工作时产生的热量传到自身的水冷基板上，水冷基板再将热量传导到自身内腔的冷却介质；所述水泵（3）是为整个水冷总成提供动力。
6.根据权利要求5所述的轨道交通牵引变流器用走行风冷式水冷系统，其特征在于，所述水冷总成的冷却回路中设置膨胀水箱（4）。
7.根据权利要求5所述的轨道交通牵引变流器用走行风冷式水冷系统，其特征在于，所述水冷总成的冷却回路中设置压力传感器（8）和温度传感器（9），分别用来检测水冷散热器（6）两端压力和温度，并通过通讯传至车辆（2）上的牵引控制单元。
8.根据权利要求1或2或3所述的轨道交通牵引变流器用走行风冷式水冷系统，其特征在于，所述热交换器（5）为翅片管热交换器或板翅式热交换器。
9.根据权利要求1或2或3所述的轨道交通牵引变流器用走行风冷式水冷系统，其特征在于，所述牵引变流器柜体（1）内设置用来降低牵引变流器柜体（1）内温度的冷却风机。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410423239.XA CN105449986A (zh) | 2014-08-26 | 2014-08-26 | 一种轨道交通牵引变流器用走行风冷式水冷系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410423239.XA CN105449986A (zh) | 2014-08-26 | 2014-08-26 | 一种轨道交通牵引变流器用走行风冷式水冷系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105449986A true CN105449986A (zh) | 2016-03-30 |
Family
ID=55559878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410423239.XA Pending CN105449986A (zh) | 2014-08-26 | 2014-08-26 | 一种轨道交通牵引变流器用走行风冷式水冷系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105449986A (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107592780A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-01-16 | 株洲联诚集团控股股份有限公司 | 一种高速动车组冷却装置 |
| CN109435993A (zh) * | 2018-11-01 | 2019-03-08 | 中车株洲电力机车有限公司 | 一种走行风冷却系统及轨道列车 |
| CN109936296A (zh) * | 2017-12-15 | 2019-06-25 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 一种列车及变流器散热系统 |
| CN114132349A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-03-04 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 变流装置冷却系统、维护方法、维护装置及变流装置 |
| CN114773855A (zh) * | 2022-05-19 | 2022-07-22 | 南京利德东方橡塑科技有限公司 | 一种高铁牵引变流器用阻燃硅胶软管及其制备方法 |
| CN118149904A (zh) * | 2024-05-11 | 2024-06-07 | 北京理工大学 | 一种高铁牵引系统牵引变流器水冷系统温压监测装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1254826A (zh) * | 1998-11-24 | 2000-05-31 | 三菱电机株式会社 | 车载用冷却装置 |
| CN201557042U (zh) * | 2009-11-12 | 2010-08-18 | 中国北车股份有限公司大连电力牵引研发中心 | 相功率模块装置和变流器 |
| CN204030931U (zh) * | 2014-08-26 | 2014-12-17 | 南车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种轨道交通牵引变流器用走行风冷式水冷系统 |
-
2014
- 2014-08-26 CN CN201410423239.XA patent/CN105449986A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1254826A (zh) * | 1998-11-24 | 2000-05-31 | 三菱电机株式会社 | 车载用冷却装置 |
| CN201557042U (zh) * | 2009-11-12 | 2010-08-18 | 中国北车股份有限公司大连电力牵引研发中心 | 相功率模块装置和变流器 |
| CN204030931U (zh) * | 2014-08-26 | 2014-12-17 | 南车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种轨道交通牵引变流器用走行风冷式水冷系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 孙丽君: "交流传动机车冷却技术的发展", 《内燃机车》 * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107592780A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-01-16 | 株洲联诚集团控股股份有限公司 | 一种高速动车组冷却装置 |
| CN107592780B (zh) * | 2017-10-31 | 2023-10-31 | 湖南联诚轨道装备有限公司 | 一种高速动车组冷却装置 |
| CN109936296A (zh) * | 2017-12-15 | 2019-06-25 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 一种列车及变流器散热系统 |
| CN109435993A (zh) * | 2018-11-01 | 2019-03-08 | 中车株洲电力机车有限公司 | 一种走行风冷却系统及轨道列车 |
| CN109435993B (zh) * | 2018-11-01 | 2020-12-11 | 中车株洲电力机车有限公司 | 一种走行风冷却系统及轨道列车 |
| CN114132349A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-03-04 | 株洲中车时代电气股份有限公司 | 变流装置冷却系统、维护方法、维护装置及变流装置 |
| CN114773855A (zh) * | 2022-05-19 | 2022-07-22 | 南京利德东方橡塑科技有限公司 | 一种高铁牵引变流器用阻燃硅胶软管及其制备方法 |
| CN118149904A (zh) * | 2024-05-11 | 2024-06-07 | 北京理工大学 | 一种高铁牵引系统牵引变流器水冷系统温压监测装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105449986A (zh) | 一种轨道交通牵引变流器用走行风冷式水冷系统 | |
| CN204030931U (zh) | 一种轨道交通牵引变流器用走行风冷式水冷系统 | |
| CN104501648B (zh) | 一种数据机房机柜冷却系统 | |
| CN103138536B (zh) | 变流器冷却装置 | |
| CN207157205U (zh) | 动力集中型电力机车新型水冷系统 | |
| CN105431005A (zh) | 一种换热装置 | |
| CN204359196U (zh) | 一种数据机房机柜冷却系统 | |
| CN203179660U (zh) | 用于变压器和电抗器的循环冷却系统 | |
| CN104767398A (zh) | 一种高集成变流装置 | |
| CN209594172U (zh) | 风力发电机组的海水冷却系统及风力发电机组 | |
| CN103427136B (zh) | 电池模块冷却装置 | |
| CN204555438U (zh) | 一种自动除霜翅片蒸发器 | |
| CN204104273U (zh) | 服务器机柜水冷散热装置 | |
| CN210246592U (zh) | 一种用于机车牵引变流器的冷却系统 | |
| CN206364386U (zh) | 智能温控开关柜 | |
| CN104936418A (zh) | 一种电动汽车一体化充电仓水冷式散热系统 | |
| CN207620868U (zh) | 一种防震型机油冷却器 | |
| CN209371839U (zh) | 一种具有漏水报警功能的散热器 | |
| CN204109783U (zh) | 电动客车动力冷却系统 | |
| CN203521890U (zh) | 一种双循环水路半导体激光制冷系统 | |
| CN202598097U (zh) | 一种空气冷却型润滑系统 | |
| CN202856603U (zh) | 用于大功率变流器的复合式冷却装置 | |
| CN204740933U (zh) | 上吹式变压器冷却装置 | |
| CN204993901U (zh) | 一种防漏水的水冷电极结构 | |
| CN211204313U (zh) | 一种机房快速降温用通风装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160330 |