CN110428952A - 牵引变压器及轨道车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种牵引变压器及轨道车辆。牵引变压器包括油箱、铁芯和设于铁芯上的圆筒状的线圈，油箱包括上箱体和下箱体，上箱体中设有与线圈等量的上圆弧槽，下箱体中设有与线圈等量的下圆弧槽，各上圆弧槽与各下圆弧槽一一对应以分别构成筒状的容纳腔，容纳腔之间相连通以供铁芯穿过以及油液通过，各容纳腔适应性包裹于各线圈之外；容纳腔内，上圆弧槽、下圆弧槽以及线圈的轴向指向一致。由于容纳腔为与线圈为相适配的筒状结构，线圈和铁芯对油箱内腔空间的利用率增大，减少了油箱内腔中无效空间的设置，相比于现有技术中的矩形体油箱，减小了油箱的体积，从而有利于减小牵引变压器整体占用空间，能够满足车辆小型化、轻量化要求。
Description
技术领域
本发明涉及变压器技术领域，特别涉及一种牵引变压器及轨道车辆。
背景技术
牵引变压器是利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器。对于轨道车辆来说，在目前的车载电气设备中，牵引变压器是车辆电力牵引系统的最核心部件之一。随着速度的提高，牵引动力要求更大，对车载牵引变压器的安装空间及重量要求进一步提升，这使牵引变压器需要更大的安装容量与有限的空间及重量之间矛盾更加突出。
目前，轨道车辆牵引变压器通常采用强迫油循环冷却方式，冷却油强迫循环主要用于冷却变压器的线圈及铁芯。其中，变压器油箱多为矩形体，其内芯式变压器的线圈为圆筒形，在油箱内，除靠近线圈及铁芯的空间外，其余空间也充满变压器油，但由于距离线圈较远，基本上起不到冷却作用，而与该空间相关的结构件及冷却油增加了变压器的体积和重量。
因此，如何提供一种更加满足车辆小型化、轻量化要求的牵引变压器，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种牵引变压器，能够满足车辆小型化、轻量化要求。本发明的另一目的是提供一种包括上述牵引变压器的轨道车辆，其牵引变压器能够满足车辆小型化、轻量化要求。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种牵引变压器，包括油箱、铁芯和设于所述铁芯上的圆筒状的线圈，所述油箱包括上箱体和下箱体，所述上箱体中设有与所述线圈等量的上圆弧槽，所述下箱体中设有与所述线圈等量的下圆弧槽，各所述上圆弧槽与各所述下圆弧槽一一对应以分别构成筒状的容纳腔，所述容纳腔之间相连通以供所述铁芯穿过以及油液通过，各所述容纳腔适应性包裹于各所述线圈之外；所述容纳腔内，所述上圆弧槽、所述下圆弧槽以及所述线圈的轴向指向一致。
优选地，所述下箱体外的两侧分别固定悬挂结构，所述悬挂结构包括筋板，所述筋板包括两个固定于所述下箱体的支腿；其中一侧的所述悬挂结构中，两个所述支腿之间固定有储油柜，且所述储油柜固定连接所述下箱体的外壁，所述储油柜连通所述容纳腔。
优选地，所述悬挂结构还包括固定于所述筋板的两个所述支腿的底部的方钢，所述方钢固定连接有至少两个用于连接车梁的安装结构。
优选地，所述悬挂结构还包括连接于所述安装结构的减震器，以使所述安装结构通过所述减震器连接车梁。
优选地，还包括冷却系统，所述冷却系统包括冷却装置、油泵以及连通所述油泵、所述油箱与所述冷却装置的油管；所述冷却装置通过悬挂板固定于所述油箱外侧。
优选地，所述冷却装置包括风机。
优选地，所述上箱体包括设于所述上圆弧槽两侧且平行于所述上圆弧槽轴向的第一上平直板和第二上平直板，所述下箱体包括设于所述下圆弧槽两侧且平行于所述下圆弧槽轴向的第一下平直板和第二下平直板；所述第一上平直板、所述上圆弧槽、所述第二上平直板、所述第二下平直板、所述下圆弧槽与所述第一下平直板沿着周向依次对接构成所述容纳腔，所述第一上平直板与所述第一下平直板之间形成开口，以与其他所述容纳腔对接以及供所述铁芯穿过。
优选地，所述上箱体与所述下箱体之间通过密封圈密封连接。
一种轨道车辆，包括牵引变压器，所述牵引变压器为如上述任一项所述的牵引变压器。
本发明提供的牵引变压器，包括油箱、铁芯和设于铁芯上的圆筒状的线圈，油箱包括上箱体和下箱体，上箱体中设有与线圈等量的上圆弧槽，下箱体中设有与线圈等量的下圆弧槽，各上圆弧槽与各下圆弧槽一一对应以分别构成筒状的容纳腔，容纳腔之间相连通以供铁芯穿过以及油液通过，各容纳腔适应性包裹于各线圈之外；容纳腔内，上圆弧槽、下圆弧槽以及线圈的轴向指向一致。
由于容纳腔为与线圈为相适配的筒状结构，线圈和铁芯对油箱内腔空间的利用率增大，减少了油箱内腔中无效空间的设置，相比于现有技术中的矩形体油箱，减小了油箱的体积，从而有利于减小牵引变压器整体占用空间，能够满足车辆小型化、轻量化要求。
本发明提供的包括上述牵引变压器的轨道车辆，其牵引变压器能够满足车辆小型化、轻量化要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供牵引变压器的主视图；
图2为本发明所提供牵引变压器的俯视图；
图3为本发明所提供牵引变压器中线圈与铁芯的结构图。
图1至图3中：
安装结构1，方钢2，筋板3，支腿31，上箱体4，上圆弧槽41，第一上平直板42，第二上平直板43，下箱体5，下圆弧槽51，第一下平直板52，第二下平直板53，冷却装置6，油管7，油泵8，储油柜9，悬挂板10，铁芯11，线圈12。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的核心是提供一种牵引变压器，能够满足车辆小型化、轻量化要求。本发明的另一核心是提供一种包括上述牵引变压器的轨道车辆，其牵引变压器能够满足车辆小型化、轻量化要求。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明所提供牵引变压器可用于低地板车、动车、城际车、机车等轨道车辆，一种具体实施例中，请参考图1至图3，包括油箱、铁芯11和设于铁芯11上的圆筒状的线圈12。可选地，铁芯11具体可以为口字型铁芯11，两个线圈12分别设置在铁芯11两个相对的立杆上，以构成芯式变压器。
油箱包括上箱体4和下箱体5，上箱体4中设有与线圈12等量的上圆弧槽41，下箱体5中设有与线圈12等量的下圆弧槽51，各上圆弧槽41与各下圆弧槽51一一对应以分别构成筒状的容纳腔，如图1所示，油箱中形成两个容纳腔。容纳腔之间相连通以供铁芯11穿过以及油液通过，各容纳腔适应性包裹于各线圈12之外，容纳腔、线圈12一一对应。其中，容纳腔内，上圆弧槽41、下圆弧槽51以及线圈12的轴向指向一致。
其中，需要说明的是，容纳腔包裹在对应的线圈12之外，容纳腔的壁面与其内线圈12之间应具有足够的空间以供油液流通。对于构成一个容纳腔的上圆弧槽41和下圆弧槽51，上圆弧槽41对应的圆心角与下圆弧槽51对应的圆心角可以根据实际需要进行设置。
由于容纳腔为与线圈12为相适配的筒状结构，线圈12和铁芯11对油箱内腔空间的利用率增大，减少了油箱内腔中无效空间的设置，相比于现有技术中的矩形体油箱，减小了油箱的体积，从而有利于减小牵引变压器整体占用空间，能够满足车辆小型化、轻量化要求。
进一步地，下箱体5外的两侧分别固定悬挂结构，悬挂结构包括筋板3，筋板3包括两个固定于下箱体5的支腿31。其中一侧的悬挂结构中，两个支腿31之间固定有储油柜9，且储油柜9固定连接下箱体5的外壁。其中，可选地，储油柜9焊接于下箱体5外壁以及筋板3，筋板3焊接于下箱体5外壁。储油柜9连通容纳腔，通过储油柜9可补偿油箱内油体积的变化，从而保证变压器的正常运行。
储油柜9嵌入式连接在筋板3与下箱体5之间，与下箱体5成为整体，降低了变压器的整体高度，有利于实现变压器的扁平化设计，同时，储油柜9的安装充分利用了变压器的原有结构，能够节省材料、降低整体重量，有利于牵引变压器一体化设计，提升小型化和轻量化指标。
当然，在其他实施例中，储油柜9可以根据整体结构布置的具体情况需要考虑焊接在油箱的顶部或端部、或采用分离式独立储油柜9。
进一步地，悬挂结构还包括固定于筋板3的两个支腿31的底部的方钢2，方钢2固定连接有至少两个用于连接车梁的安装结构1。其中，安装结构1具体可以为安装座或安装销轴。可选地，方钢2与筋板3焊接，安装结构1与方钢2焊接。
由于将安装结构1设置至少两个，可以保证牵引变压器在车梁上安装位置的应力均衡。
进一步地，悬挂结构还包括连接于安装结构1的减震器，以使安装结构1通过减震器连接车梁。
安装结构1通过减震器安装在车梁位置，可以减少变压器震动对车体的传递以及车辆运行对变压器悬挂结构的刚性冲击，提高变压器自身使用寿命。
进一步地，牵引变压器还包括冷却系统，冷却系统包括冷却装置6、油泵8以及连通油泵8、油箱与冷却装置6的油管7。冷却装置6通过悬挂板10固定于油箱外。其中，可选地，冷却装置6可以包括风机和冷却器，或者仅包括走行风冷却器。油箱、油管7、储油柜9和冷却装置6中充满了冷却油。油泵8安装在油管7上，油管7连接油箱和冷却装置6，通过油泵8叶轮的旋转使冷却油在油箱、油管7和冷却装置6中循环，达到冷却变压器的效果。
冷却装置6通过悬挂板10安装在油箱的端部或顶部，冷却装置6与油箱之间存在一定的间距，可以充分利用走形风对变压器的冷却。
进一步地，上箱体包括设于上圆弧槽41两侧且平行于上圆弧槽41轴向的第一上平直板42和第二上平直板43，下箱体包括设于下圆弧槽51两侧且平行于下圆弧槽51轴向的第一下平直板52和第二下平直板53；第一上平直板42、上圆弧槽41、第二上平直板43、第二下平直板53、下圆弧槽51与第一下平直板52沿着周向依次对接构成容纳腔，第一上平直板42与第一下平直板52之间形成开口，以与其他容纳腔对接以及供铁芯11穿过。
即，除了上圆弧槽41和下圆弧槽51，容纳槽中还可以包括其他构成部分，通过第一上平直板42、上圆弧槽41、第二上平直板43、第二下平直板53、下圆弧槽51、第一下平直板52的依次对接，形成朝向一侧开口的筒状容纳腔，该开口处可以用于容纳铁芯11的部分结构，且能够连通不同的容纳腔，以供油液流通。
从外形上，油箱的结构为圆筒+矩形板结构，能够完全适应内部线圈12及铁芯11形状，其中，圆筒至矩形板过渡区域采用磨具成型或者焊接连接。另外，油箱外形为适应箱体内各部分电气间隙的要求，可能存在局部突起或凹陷，如图2中的A处凹陷。上圆弧槽41的半径、下圆弧槽51的半径根据线圈12外径与所需间隙确认，上圆弧槽41的半径、下圆弧槽51的半径、各平直板的尺寸可在合理范围内任意调节组成不同的相似结构。
其中，上箱体4的开口处可以外翻形成上边沿，下箱体5的开口处可以外翻形成下边沿，上边沿与下边沿可以焊接且螺钉固定连接，以密封连接上箱体4与下箱体5。优选地，上边沿与下边沿之间可以设置密封圈以提高密封性。
此外，该牵引变压器还包括高低压出线端子、外围保护部件，外围保护部件具体可以包括液位继电器、温度传感器、油流继电器、压力释放阀，各外围保护部件及电缆的防护等级均达到IP66及以上。
本实施例提供的牵引变压器，通过改变油箱结构的外形，以线圈12、铁芯11形状进行仿形设计，对内部的空间进行了极限压缩，减少填充油的体积和重量。同时，将储油柜9嵌入在变压器油箱与筋板3之间，使得变压器结构更加紧凑，在空间和重量上与以往变压器储油柜9相比有着明显优势，从而实现轻量化，小型化、降低成本的目的，提升了变压器的安全性及环保性。
除了上述牵引变压器，本发明还提供了一种轨道车辆，该轨道车辆包括牵引变压器，具体可以为以上任一实施例中提供的牵引变压器，有益效果可以相应参考以上各个实施例。该轨道车辆的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的牵引变压器及轨道车辆进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。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的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种牵引变压器，包括油箱、铁芯(11)和设于所述铁芯(11)上的圆筒状的线圈(12)，其特征在于，所述油箱包括上箱体(4)和下箱体(5)，所述上箱体(4)中设有与所述线圈(12)等量的上圆弧槽(41)，所述下箱体(5)中设有与所述线圈(12)等量的下圆弧槽(51)，各所述上圆弧槽(41)与各所述下圆弧槽(51)一一对应以分别构成筒状的容纳腔，所述容纳腔之间相连通以供所述铁芯(11)穿过以及油液通过，各所述容纳腔适应性包裹于各所述线圈(12)之外；所述容纳腔内，所述上圆弧槽(41)、所述下圆弧槽(51)以及所述线圈(12)的轴向指向一致。
2.根据权利要求1所述的牵引变压器，其特征在于，所述下箱体(5)外的两侧分别固定悬挂结构，所述悬挂结构包括筋板(3)，所述筋板(3)包括两个固定于所述下箱体(5)的支腿(31)；其中一侧的所述悬挂结构中，两个所述支腿(31)之间固定有储油柜(9)，且所述储油柜(9)固定连接所述下箱体(5)的外壁，所述储油柜(9)连通所述容纳腔。
3.根据权利要求2所述的牵引变压器，其特征在于，所述悬挂结构还包括固定于所述筋板(3)的两个所述支腿(31)的底部的方钢(2)，所述方钢(2)固定连接有至少两个用于连接车梁的安装结构。
4.根据权利要求3所述的牵引变压器，其特征在于，所述悬挂结构还包括连接于所述安装结构的减震器，以使所述安装结构通过所述减震器连接车梁。
5.根据权利要求4所述的牵引变压器，其特征在于，还包括冷却系统，所述冷却系统包括冷却装置(6)、油泵(8)以及连通所述油泵(8)、所述油箱与所述冷却装置(6)的油管(7)；所述冷却装置(6)通过悬挂板(10)固定于所述油箱外侧。
6.根据权利要求5所述的牵引变压器，其特征在于，所述冷却装置(6)包括风机。
7.根据权利要求1至6任一项所述的牵引变压器，其特征在于，所述上箱体(4)包括设于所述上圆弧槽(41)两侧且平行于所述上圆弧槽(41)轴向的第一上平直板(42)和第二上平直板(43)，所述下箱体(5)包括设于所述下圆弧槽(51)两侧且平行于所述下圆弧槽(51)轴向的第一下平直板(52)和第二下平直板(53)；所述第一上平直板(42)、所述上圆弧槽(41)、所述第二上平直板(43)、所述第二下平直板(53)、所述下圆弧槽(51)与所述第一下平直板(52)沿着周向依次对接构成所述容纳腔，所述第一上平直板(42)与所述第一下平直板(52)之间形成开口，以与其他所述容纳腔对接以及供所述铁芯(11)穿过。
8.根据权利要求7所述的牵引变压器，其特征在于，所述上箱体(4)与所述下箱体(5)之间通过密封圈密封连接。
9.一种轨道车辆，包括牵引变压器，其特征在于，所述牵引变压器为权利要求1至8任一项所述的牵引变压器。
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- 2019-09-04 CN CN201910832824.8A patent/CN110428952B/zh active Active
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