CN107889434B - 一种轨道车辆牵引逆变器混合冷却系统及其控制方法 - Google Patents

一种轨道车辆牵引逆变器混合冷却系统及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107889434B
CN107889434B CN201711373140.3A CN201711373140A CN107889434B CN 107889434 B CN107889434 B CN 107889434B CN 201711373140 A CN201711373140 A CN 201711373140A CN 107889434 B CN107889434 B CN 107889434B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fan
cooling system
traction inverter
control module
module
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.)
Active
Application number
CN201711373140.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107889434A (zh
Inventor
吕远斌
张宇
屈海洋
朱伟健
王尚银
付翔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CRRC Zhuzhou Locomotive Co Ltd
Luoyang CRRC Rail Transit Equipment Co Ltd
Original Assignee
CRRC Zhuzhou Locomotive Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CRRC Zhuzhou Locomotive Co Ltd filed Critical CRRC Zhuzhou Locomotive Co Ltd
Priority to CN201711373140.3A priority Critical patent/CN107889434B/zh
Publication of CN107889434A publication Critical patent/CN107889434A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107889434B publication Critical patent/CN107889434B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/20945—Thermal management, e.g. inverter temperature control
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/20909—Forced ventilation, e.g. on heat dissipaters coupled to components
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/20936—Liquid coolant with phase change

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种轨道车辆牵引逆变器混合冷却系统及其控制方法，其包括牵引逆变器箱体，所述牵引逆变器箱体内设有逆变控制模块、冷却系统控制模块、环境温度传感器、风机、热管，所述逆变控制模块内部设有用于检测牵引逆变器功率的输出功率检测模块和内部温度传感器；所述冷却系统控制模块内设置风机变频控制器，且所述冷却系统控制模块的多个输入端分别连接环境温度传感器、输出功率检测模块和内部温度传感器，所述冷却系统控制模块选择性连接内部风机变频控制器，所述冷却系统控制模块的输出端连接所述风机的控制端；所述环境温度传感器设置于所述逆变控制模块外；所述风机和热管设置于所述逆变控制模块外周。

Description

一种轨道车辆牵引逆变器混合冷却系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及轨道交通车辆，具体涉及轨道车辆牵引逆变器混合冷却系统及其控制方法。
背景技术
目前，城轨车辆的牵引逆变器冷却方式主要有两种，即热管走行自然通风冷却和强迫通风冷却。自然通风冷却方式在运营环境恶劣时，无法提供更多的冷却散热，势必增加热管体积和重量，将无法满足安装空间和重量，另会导致牵引逆变器周边温升过高，影响其它设备的正常工作或者使用寿命；强迫通风冷却方式，由于是一种开放式控制，基于最大冷却需求设计，而正常工作一般不会到达设计冷却需求，采用强迫通风冷却会导致逆变器冷却噪声输出过大、能耗过高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对传统城轨车辆牵引逆变器冷却方式的缺点和不足，提供一种能精确控制牵引逆变器温度，并能实现牵引逆变器低功率散热问题，避免单一采用热管带来体积和重量增加的轨道车辆牵引逆变器混合冷却系统及其控制方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种轨道车辆牵引逆变器混合冷却系统，包括牵引逆变器箱体，所述牵引逆变器箱体内设有逆变控制模块、冷却系统控制模块、环境温度传感器、风机、热管，所述逆变控制模块内部设有用于检测牵引逆变器功率的输出功率检测模块和内部温度传感器，所述环境温度传感器、风机和热管设置于所述逆变控制模块外周；所述冷却系统控制模块内设置风机变频控制器，且所述冷却系统控制模块的多个输入端分别连接环境温度传感器、输出功率检测模块和内部温度传感器，所述冷却系统控制模块选择性连接内部风机变频控制器，所述冷却系统控制模块的输出端连接所述风机的控制端。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种上述轨道车辆牵引逆变器混合冷却系统的控制方法，其包括：
当环境温度传感器检测到牵引逆变器箱体内环境温度低于45-50℃，且输出功率检测模块检测到牵引逆变器的输出功率小于50%时，冷却系统控制模块仅启动热管走行自然冷却散热；
当输出功率检测模块检测到牵引逆变器的输出功率大于75%但小于100%，且环境温度传感器检测牵引逆变器箱体内环境温度低于45-50℃时，保持热管走行自然冷却散热，风机不启动，若环境温度传感器检测牵引逆变器箱体内环境温度超过45℃，冷却系统控制模块输出风机启动信号，启动风机进行强迫风冷散热，此时即处于热管+强迫风冷混合冷却模式；
当输出功率检测模块检测到牵引逆变器的输出功率为100%时，冷却系统控制模块启动风机进行强迫风冷散热，保持热管+强迫风冷混合冷却模式，当内部模块温度与环境温度的差值不超过10-15℃，风机转速不调整，如内部模块温度与环境温度的差值超过10-15℃则通过风机变频控制器器调整风机速度，直到温度差值小于10-15℃，再通过风机变频控制器器调整风机速度，使风机减速运行。
上述轨道车辆牵引逆变器混合冷却系统的控制方法还包括：
当内部温度传感器检测到牵引逆变器内部模块温度超过60-65℃时，风机自动启动投入强迫风冷散热，当内部模块温度与环境温度的差值小于10-15℃时，风机低速运转，当内部模块温度与环境温度的差值大于10-15℃时，调整风机转速直至内部模块温度与环境温度的差值小于10-15℃。
本发明在牵引逆变器输出功率较低（通过检测牵引逆变器内部的温度信号，或输出功率检测模块输出）时，系统自动选择启用小型热管散热，无须启动风机进行强迫风冷散热。当随着牵引逆变器功率输出增大、系统内部温度上升，系统根据采集的温度信号、自动投入风机并控制风机的转速、通过热管走行风冷+风机强迫风冷将系统热量带走，从而达到给牵引逆变器散热的目的。当牵引逆变器功率再持续加大、系统温度进一步上升，系统根据内部温度传感器和环境温度传感器采集温度信号得到温度差，进而自动调整风机转速，加大强迫风量，从而根据温度和功率精确实现牵引逆变器的散热，避免了不可调速强迫风冷带来的噪声影响和最大限度节约风机能耗。
与现有技术相比，本发明所具有的效果或特点是：
1）实现了牵引逆变器精确控温，通过在其内部设置温度传感器，可以精确采集牵引逆变器逆变控制模块内的温度；
2）很好解决了牵引逆变器低功率散热问题、避免单一采用热管带来体积和重量的弊端；
3）解决了牵引逆变器低功率散热问题、避免单一采用热管带来体积和重量以及牵引逆变器周边设备带来强温度场影响的弊端，单一采用无法变频变压调速强迫通风冷却带来噪声和能量浪费的影响，减少车辆设备布置空间需求和设备重量。
附图说明
图1为本发明结构原理图。
具体实施方式
如图1所示，本发明轨道车辆牵引逆变器混合冷却系统包括牵引逆变器箱体，该牵引逆变器箱体内设有逆变控制模块、冷却系统控制模块、环境温度传感器、风机、热管。其中逆变控制模块内部设有输出功率检测模块和内部温度传感器，输出功率检测模块用于检测牵引逆变器的功率输出大小，内部温度传感器用于检测牵引逆变器逆变控制模块内部的温度；冷却系统控制模块内设置风机变频控制器，且冷却系统控制模块的输入端连接环境温度传感器、输出功率检测模块和内部温度传感器，冷却系统控制模块的输出端连接风机的控制端；环境温度传感器设置于逆变控制模块外，用于检测牵引逆变器箱体内环境温度；风机和热管设置于逆变控制模块外周，用于给牵引逆变器的逆变控制模块提供冷却风量和散热。
本发明使用时，当冷却系统控制模块通过环境温度传感器检测到牵引逆变器箱体内环境温度低于45-50℃，且通过输出功率检测模块检测到逆变控制模块牵引功率输出小于50%时，冷却系统控制模块仅启动热管走行自然冷却散热。
当牵引逆变器输出功率检测模块将逆变控制模块牵引功率输出大于75%但小于100%信号送入冷却系统控制模块，此时若环境温度传感器检测牵引逆变器箱体内环境温度仍然低于45-50℃，则保持热管走行自然冷却散热，风机不启动，若环境温度传感器检测牵引逆变器箱体内环境温度超过45-50℃，冷却系统控制模块输出风机启动信号，启动风机进行强迫风冷散热，此时即处于热管+强迫风冷混合冷却模式。热管+强迫风冷混合冷却模式时，当冷却系统控制模块比较牵引逆变器逆变控制模块内部模块温度与环境温度的差值超过10-15℃时，冷却系统控制模块通过其内置的风机变频控制器连接风机的控制端，从而调整风机转速，如没有超过10-15℃，则不对风机转速进行调整。
当牵引逆变器输出功率检测模块将牵引功率输出为100%信号送入冷却系统控制模块，不管此时环境温度传感器检测牵引逆变器箱体内环境温度是否低于45-50℃，冷却系统控制模块输出风机启动信号，启动风机进行强迫风冷散热，此时处于热管+强迫风冷混合冷却模式，内部温度传感器检测到牵引逆变器内部模块温度，当内部模块温度与环境温度的差值不超过10-15℃，风机转速不调整，如超过则通过风机变频控制器器调整风机速度，直到温度差值小于10-15℃、再次通过风机变频控制器器调整风机速度，使风机减速运行。
当内部温度传感器检测到牵引逆变器内部模块温度超过60-65℃时，风机自动启动投入强迫风冷散热、当检测内部模块温度与环境温度的差值小于10-15℃、风机低速运转，当检测内部模块温度与环境温度的差值大于10-15℃、调整风机转速直至内部模块温度与环境温度的差值小于10-15℃。
当内部温度传感器检测到牵引逆变器内部模块温度超过80-90℃时，不管功率模块检测到牵引逆变器功率输出多少，风机自动启动并全速投入强迫风冷散热、当检测内部模块温度与环境温度的差值小于10-15℃、风机低速运转，当检测内部模块温度与环境温度的差值大于10-15℃、调整风机转速直至内部模块温度与环境温度的差值小于10-15℃。
采用本发明的混合冷却系统，与传统的散热方式比较，可以减重150kg（传统的牵引逆变器设备约900kg）；噪声较强迫通风降低约5dB（原通风系统约72dB）；传统强迫风冷系统的风机容量约3kw，按该控制方式折算到风机投入占空比为0.5，则每个系统每小时可节约1.5度电。

Claims (2)

1.一种轨道车辆牵引逆变器混合冷却系统的控制方法，其特征在于包括：
所述轨道车辆牵引逆变器混合冷却系统包括牵引逆变器箱体，所述牵引逆变器箱体内设有逆变控制模块、冷却系统控制模块、环境温度传感器、风机、热管，所述逆变控制模块内部设有用于检测牵引逆变器功率的输出功率检测模块和内部温度传感器，所述环境温度传感器、风机和热管设置于所述逆变控制模块外周；所述冷却系统控制模块内设置风机变频控制器，且所述冷却系统控制模块的多个输入端分别连接环境温度传感器、输出功率检测模块和内部温度传感器，所述冷却系统控制模块选择性连接内部风机变频控制器，所述冷却系统控制模块的输出端连接所述风机的控制端；
当环境温度传感器检测到牵引逆变器箱体内环境温度低于45℃，且输出功率检测模块检测到牵引逆变器的输出功率小于50%时，冷却系统控制模块仅启动热管走行自然冷却散热；
当输出功率检测模块检测到牵引逆变器的输出功率大于75%但小于100%，且环境温度传感器检测牵引逆变器箱体内环境温度低于45℃时，保持热管走行自然冷却散热，风机不启动，若环境温度传感器检测牵引逆变器箱体内环境温度超过50℃，冷却系统控制模块输出风机启动信号，启动风机进行强迫风冷散热，此时即处于热管加强迫风冷混合冷却模式；
当输出功率检测模块检测到牵引逆变器的输出功率为100%时，冷却系统控制模块启动风机进行强迫风冷散热，保持热管加强迫风冷混合冷却模式，当内部模块温度与环境温度的差值不超过10℃，风机转速不调整，如内部模块温度与环境温度的差值超过15℃则通过风机变频控制器调整风机速度，直到温度差值小于10℃，再通过风机变频控制器调整风机速度，使风机减速运行。
2.根据权利要求1所述的一种轨道车辆牵引逆变器混合冷却系统的控制方法，其特征在于包括：
当内部温度传感器检测到牵引逆变器内部模块温度超过65℃时，风机自动启动投入强迫风冷散热，当内部模块温度与环境温度的差值小于10℃时，风机低速运转，当内部模块温度与环境温度的差值大于15℃时，调整风机转速直至内部模块温度与环境温度的差值小于10℃。
CN201711373140.3A 2017-12-19 2017-12-19 一种轨道车辆牵引逆变器混合冷却系统及其控制方法 Active CN107889434B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711373140.3A CN107889434B (zh) 2017-12-19 2017-12-19 一种轨道车辆牵引逆变器混合冷却系统及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711373140.3A CN107889434B (zh) 2017-12-19 2017-12-19 一种轨道车辆牵引逆变器混合冷却系统及其控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107889434A CN107889434A (zh) 2018-04-06
CN107889434B true CN107889434B (zh) 2020-07-31

Family

ID=61770985

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711373140.3A Active CN107889434B (zh) 2017-12-19 2017-12-19 一种轨道车辆牵引逆变器混合冷却系统及其控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107889434B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111327156B (zh) * 2020-03-30 2024-07-02 中车大连机车研究所有限公司 一种牵引电机风冷温控系统
CN112879326B (zh) * 2021-01-06 2022-06-17 中车唐山机车车辆有限公司 牵引电机的冷却风机控制方法及系统，货运列车
CN112954978B (zh) * 2021-02-25 2022-08-09 台州市菱士达电器有限公司 智能节能变频器控制系统
CN115144670A (zh) * 2022-06-23 2022-10-04 重庆大学 轨道交通列车变流器散热状态监测方法及系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204419661U (zh) * 2015-01-09 2015-06-24 中国长城计算机深圳股份有限公司 一种多模式风扇控制电路、散热装置及电子设备
CN106438433A (zh) * 2016-11-09 2017-02-22 南京南瑞继保电气有限公司 一种逆变器的风扇控制方法与装置
CN106681887A (zh) * 2016-12-30 2017-05-17 郑州云海信息技术有限公司 一种Rack服务器电源进风温度监测的保护方法
CN107466491A (zh) * 2015-03-30 2017-12-12 利塔尔两合公司 针对电器外壳冷却设备的调节方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204419661U (zh) * 2015-01-09 2015-06-24 中国长城计算机深圳股份有限公司 一种多模式风扇控制电路、散热装置及电子设备
CN107466491A (zh) * 2015-03-30 2017-12-12 利塔尔两合公司 针对电器外壳冷却设备的调节方法
CN106438433A (zh) * 2016-11-09 2017-02-22 南京南瑞继保电气有限公司 一种逆变器的风扇控制方法与装置
CN106681887A (zh) * 2016-12-30 2017-05-17 郑州云海信息技术有限公司 一种Rack服务器电源进风温度监测的保护方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107889434A (zh) 2018-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107889434B (zh) 一种轨道车辆牵引逆变器混合冷却系统及其控制方法
KR101372282B1 (ko) 하이브리드 차량용 출력 가변형 저전압 컨버터 제어시스템 및 그 제어방법
AU2009356390B2 (en) Propulsion control device
KR101927176B1 (ko) 친환경 차량의 저전압 직류 변환기의 출력 제어 방법 및 그 장치
CN2693506Y (zh) 混合动力电动车用变频空调装置
CN201120857Y (zh) 内燃机车重联控制器
US9637106B2 (en) Power-generation control device and power-generation control method for hybrid vehicle
CN110103768A (zh) 一种电动汽车自动补电方法与装置
CN102661272A (zh) 电动汽车用调频空调压缩机驱动器
CN204993077U (zh) 一种内燃机车辅助变流装置
JP4103856B2 (ja) ２電源型電池搭載車用冷却制御装置
EP2703242B1 (en) Hybrid industrial vehicle
CN202296741U (zh) 节能型电梯通风系统
CN107856518A (zh) 一种新能源汽车冷却模块集成系统
CN102107612A (zh) 车辆动能回收再驱动系统
JP3876691B2 (ja) ハイブリッド電源を搭載した移動体
CN205202747U (zh) 一种铁路货车自供电装置
CN203608507U (zh) 一种节能型功放机温控无级风冷散热装置
CN101771180A (zh) 电池组散热系统
CN201336342Y (zh) 电动车用动力电池组散热装置
CN209976613U (zh) 一种用于重型商用车的散热系统
CN208453249U (zh) 一种无人机发动机散热装置
CN203032401U (zh) 一种电驱动矿用汽车制动过程节能控制系统
CN202417986U (zh) 一种混合动力机车牵引通风机控制系统
CN204115151U (zh) 车载空调器控制系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20220107

Address after: 412001 Tianxin garden in Shi Feng District, Zhuzhou, Hunan

Patentee after: CRRC ZHUZHOU LOCOMOTIVE Co.,Ltd.

Patentee after: Luoyang CRRC Rail Transit Equipment Co., Ltd

Address before: 412001 Tianxin garden in Shi Feng District, Zhuzhou, Hunan

Patentee before: CRRC ZHUZHOU LOCOMOTIVE Co.,Ltd.