CN105743362B - 内燃机车的整流模块 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种内燃机车的整流模块，包括水冷散热基板，布置在水冷散热基板上的整流元件，以及设置在整流元件上方对整流元件进行电气连接的复合母排。其中，水冷散热基板为层流流道结构，水冷散热基板的层流流道内部填充有冷却液。由于采用了水冷散热基板对整流元件进行散热，替代现有技术中采用风机进行散热的方式，避免了在前架风机长时间工作以后，前架风机的风机滤网往往会出现较多污垢，严重影响散热效果的情况出现。以及在使用单独的风机对整流模块进行散热时，当整流模块处于防尘防水等级考虑必须放置在密封条件下时，效果并不明显。从而解决了现有技术中内燃机车的整流模块散热较差的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及内燃机车整流技术，尤其涉及一种内燃机车的整流模块。
背景技术
内燃机车在运行过程中，由于全控整流元件的开通和关短损耗，且整流元件功率比较大，导致整流元件所构成的整流模块在运行过程中会产生很多的热量，因此，如何对整流模块进行散热是需要解决的重要问题。
目前，内燃机车的整流模块通常由前架风机或者单独提供风机对整流模块进行散热。但现有的整流模块，在前架风机长时间工作以后，前架风机的空气滤网往往会出现较多污垢，严重影响散热效果。如果用单独的风机对整流模块进行散热，当整流模块为了满足IP65的防尘防水等级必须放置在密封条件下时，效果并不明显，有时还会因为考虑到风机的摆放而影响整个变流系统结构的整体性。
发明内容
本发明提供一种内燃机车的整流模块，用于解决现有技术中内燃机车的整流模块散热较差的技术问题。
本发明的第一个方面是提供一种内燃机车的整流模块，包括：
水冷散热基板，布置在所述水冷散热基板上表面的整流元件，以及设置在所述整流元件上方对所述整流元件进行电气连接的复合母排；
所述水冷散热基板为层流流道结构层流流道结构，所述水冷散热基板的层流流道内部填充有冷却液。
如上所述的内燃机车的整流模块，所述水冷散热基板的上半部的侧边设置有用于流入所述冷却液的入水口；
所述水冷散热基板的下半部的侧边设置有用于流出所述冷却液的出水口；
所述入水口和所述出水口分设在相对的所述水冷散热基板的两侧边。
如上所述的内燃机车的整流模块，所述水冷散热基板表面对应所述出水口位置设置有温度传感器，用于测量在所述出水口处所述水冷散热基板的表面温度；
所述温度继电器，用于当所述温度传感器测得的表面温度大于预设保护温度时，对所述整流元件进行断电保护。
如上所述的内燃机车的整流模块，所述整流元件包括二极管和电阻；
所述二极管呈一直线形式排布在所述水冷散热基板的上半部；
所述电阻分列为两行排布在所述水冷散热基板的下半部。
如上所述的内燃机车的整流模块，所述电阻之间通过铜排进行电气连接。
如上所述的内燃机车的整流模块，所述电阻包括接地电阻和/或放电电阻。
如上所述的内燃机车的整流模块，所述二极管之间通过所述复合母排进行电气连接。
如上所述的内燃机车的整流模块，所述水冷散热基板的边缘设置有用于对所述复合母排进行支撑的绝缘支撑块。
本发明提供的内燃机车的整流模块，包括水冷散热基板，布置在水冷散热基板上的整流元件，以及设置在整流元件上方对整流元件进行电气连接的复合母排。其中，水冷散热基板为层流流道结构，水冷散热基板的层流流道内部填充有冷却液。由于采用了水冷散热基板对整流元件进行散热，替代现有技术中采用前架风机或单独风机进行散热的方式，避免了在前架风机长时间工作以后，前架风机的风机滤网往往会出现较多污垢，严重影响散热效果的情况出现。以及在使用单独的风机对整流模块进行散热时，当整流模块为了满足IP65的防尘防水等级必须放置在密封条件下时，效果并不明显，有时还会因为考虑到风机的摆放而影响整个变流系统结构的整体性的情况。
从而解决了现有技术中内燃机车的整流模块散热较差的技术问题。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的一种内燃机车的整流模块；
图2为内燃机车的整流模块中整流元件2的布局图。
具体实施方式
内燃机车的整流模块的功率比较大，具体来说，内燃机车的牵引整流功率模块的功率一般能达到1.5兆瓦左右，所用二极管的损耗很高，为了能够保证在现有的空间能具备其良好的散热能力，这就要求利用水的比热容比空气大的特点，利用水冷散热来代替风机的强迫风冷散热系统。在此背景下，结合具体的空间结构，本发明实施例提供了一种新型的内燃机车的整流模块，在满足电气性能的同时，解决了其散热问题。
图1为本发明一实施例提供的一种内燃机车的整流模块，如图1所示，内燃机车的整流模块包括：水冷散热基板1、整流元件2和复合母排3。
整流元件2布置在水冷散热基板1上表面，在整流元件2上方设置有对整流元件2进行电气连接的复合母排3。
其中，水冷散热基板1为层流流道结构，水冷散热基板1内部填充有冷却液。
具体来说，水冷散热基板1的上半部的侧边设置有用于流入该冷却液的入水口，并且在水冷散热基板的下半部的侧边设置有用于流出冷却液的出水口，同时入水口和出水口分设在相对的水冷散热基板1的两侧边。
可见，采用水冷散热基板1进行散热，在整流模块大功率的情况下解决了现有技术中散热较差的技术问题。这是由于水的换热能力要远远大于空气，因此其水冷散热基板1的结构尺寸会比传统的风冷散热器要小很多，这不但可以极大的缩减整流模块的自身体积，而且还可以将整流元件，如二极管，排列的更加的紧凑。同时，通过复合母排的配合从而形成模块化设计。在对整流元件中的二极管散热的同时，还可以给其他的整流元件进行散热，比如电阻等，这样一来可以避免使用传统的管电阻的电阻形式，使得整个整流模块的空间得到了更合理的利用。
在本实施例中，内燃机车的整流模块包括水冷散热基板，布置在水冷散热基板上的整流元件，以及设置在整流元件上方对整流元件进行电气连接的复合母排。其中，水冷散热基板为层流流道结构，水冷散热基板的层流流道内部填充有冷却液。由于采用了水冷散热基板对整流元件进行散热，替代现有技术中采用前架风机或单独风机进行散热的方式，避免了在前架风机长时间工作以后，前架风机的风机滤网往往会出现较多污垢，严重影响散热效果的情况出现。以及在使用单独的风机对整流模块进行散热时，当整流模块为了满足IP65的防尘防水等级必须放置在密封条件下时，效果并不明显，有时还会因为考虑到风机的摆放而影响整个变流系统结构的整体性的情况。
从而解决了现有技术中内燃机车的整流模块散热较差的技术问题。
图2为内燃机车的整流模块中整流元件2的布局图，在上一实施例的基础上，如图2所示，具体来说，整流元件2可以包括二极管21和电阻22。
其中，二极管21呈一直线形式排布在水冷散热基板1的上半部。
通常二极管21的个数为三个，三个二极管21呈一行三列均匀排布在水冷散热基板1的上半部。
电阻22分列为两行排布在水冷散热基板1的下半部。
通常电阻22的个数为十一个，包括接地电阻和/或放电电阻，电阻22可分列为两行排布在水冷散热基板1的下半部，其中，一行可排布有六个电阻22，另一行排布有五个电阻22。
进一步，二极管21之间通过复合母排3进行电气连接。
具体的，二极管21之间通过复合母排3进行电器接口的连接，举例来说，可以利用叠压式母排实现，利用该复合母排3的电极分层的特点可以有效地节约使用铜排的数量，并且复合母排3与铜排相比，具有电流质量、电感小等突出优点，使用复合母排3使得整体的结构更佳的简约及合理。
进一步，电阻22之间通过铜排进行电气连接。
可见，在本实施例中三个二极管21水平放置在水冷散热基板1上，呈一条直线排布，能够充分利用冷却液的温度差异来给其散热，并且简化了水冷散热基板1内部的水道排布，也可以较好的利用水冷散热基板1表面空间，有利于其他器件的放置。另外，十一个电阻，包括放电电阻以及接地电阻，因其热功率较小可以紧密的排列，从而可以缩小水冷散热基板1的体积，并且电阻22用过长度适中的铜排来达到相互连接的目的。
如图2所示，内燃机车的整流模块还包括：温度传感器4和温度继电器5。
温度传感器4，设置在水冷散热基板1表面对应出水口位置，用于测量在该出水口处所述水冷散热基板1的表面温度。
温度继电器5，用于当温度传感器4测得的表面温度大于预设保护温度时，对整流元件2进行断电保护。
具体的，温度传感器4和温度继电器5放置在水冷散热基板1的出水口位置，因为其该处的水温最高，温度传感器4可以实时的监测出水口最高水温的数据，并同时传输给中央处理器，不仅使得用户随时都可以通过中央处理器得知水冷散热基板1的表面温度，而且，当水冷散热基板1温度表面的温度超过了保护温度时，中央处理器还可以控制继电器5对整个内燃机车的整流模块或者整流元件2进行断电保护。
进一步，水冷散热基板1的边缘设置有用于对复合母排3进行支撑的绝缘支撑块6。
具体的，绝缘支撑块6的个数，如图2所示，可以为十四个，绝缘支撑块6可为长方体，且在长方体的底端设有一体成型的安装座，通过该安装座与水冷散热基板1采用焊接或者其他连接方式相固定，采用这种方式，使得复合母排3有了支撑点，保证了其力学要求。
需要说明的是，图2中的每个二极管21只是一个封装，其一个封装内可含有两个二极管单元。相应的，图1中复合母排3的凹凸代表了三个极位，分别连接了二极管21的三相输入以及正负输出端，图1和图2中，整流模块的整流方案均采取了全桥无控整流。
在本实施例中，内燃机车的整流模块包括水冷散热基板，布置在水冷散热基板上的整流元件，以及设置在整流元件上方对整流元件进行电气连接的复合母排。其中，水冷散热基板为层流流道结构，水冷散热基板的层流流道内部填充有冷却液。由于采用了水冷散热基板对整流元件进行散热，替代现有技术中采用前架风机或单独风机进行散热的方式，避免了在前架风机长时间工作以后，前架风机的风机滤网往往会出现较多污垢，严重影响散热效果的情况出现。以及在使用单独的风机对整流模块进行散热时，当整流模块为了满足IP65的防尘防水等级必须放置在密封条件下时，效果并不明显，有时还会因为考虑到风机的摆放而影响整个变流系统结构的整体性的情况。。
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 (6)
1.一种内燃机车的整流模块，其特征在于，包括：
水冷散热基板，布置在所述水冷散热基板上表面的整流元件，以及设置在所述整流元件上方对所述整流元件进行电气连接的复合母排；
所述水冷散热基板为层流流道结构，所述水冷散热基板的层流流道内部填充有冷却液；
所述水冷散热基板的上半部的侧边设置有用于流入所述冷却液的入水口；
所述水冷散热基板的下半部的侧边设置有用于流出所述冷却液的出水口；
所述入水口和所述出水口分设在相对的所述水冷散热基板的两侧边；
所述水冷散热基板表面对应所述出水口位置设置有温度传感器，用于测量在所述出水口处所述水冷散热基板的表面温度；
温度继电器，用于当所述温度传感器测得的表面温度大于预设保护温度时，对所述整流元件进行断电保护。
2.根据权利要求1所述的内燃机车的整流模块，其特征在于，所述整流元件包括二极管和电阻；
所述二极管呈一直线形式排布在所述水冷散热基板的上半部；
所述电阻分列为两行排布在所述水冷散热基板的下半部。
3.根据权利要求2所述的内燃机车的整流模块，其特征在于，
所述电阻之间通过铜排进行电气连接。
4.根据权利要求3所述的内燃机车的整流模块，其特征在于，
所述电阻包括接地电阻和/或放电电阻。
5.根据权利要求2所述的内燃机车的整流模块，其特征在于，
所述二极管之间通过所述复合母排进行电气连接。
6.根据权利要求1-5任一项所述的内燃机车的整流模块，其特征在于，
所述水冷散热基板的边缘设置有用于对所述复合母排进行支撑的绝缘支撑块。
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