CN112863791A - 一种电机车制动电阻温度控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电机车制动电阻温度控制装置，包括制动电阻与散热部件。散热部件包括风冷模块与水冷模块，风冷模块包括第一风道、第二风道、第一风箱、第二风箱、第一风桨、第二风桨以及电机。风冷模块通过电机车形式过程中吹入风道内的空气或风道内的风桨的转动充入快速流动的空气，带走制动电阻上的热量，同时配合水冷模块中的散热管，循环流动的水能够将制动电阻周围的热量带走，两者相配合加速散热。风冷模块还可以驱动散热管内的散热液体循环流动，加速散热，提高散热的效果。

Description

一种电机车制动电阻温度控制装置
技术领域
本发明涉及温控装置领域，更具体的，涉及一种电机车制动电阻温度控制装置。
背景技术
城市地下综合管廊工程中，采用土压平衡盾构法施工。在这种施工时会出现长距离的连续坡度隧道，为了方便运输施工材料，通常会采用新能源锂电池直-交流变频电机车来进行运输。在电机车下坡时，电机车沿着轨道下滑，重力势能转化为机械能和再生电能，此时电动机能量反向反馈，等效于发电机，便产生再生电能，当电压上升超过变频器设定值时，将再生电能输出到制动电阻发热消耗掉，以达到保护变频器和电动机的目的。在电机车长距离下坡的隧道运行过程中，制动电阻会持续发热，甚至烧红熔断，因此制动电阻都要设置相应的散热排热机构进行散热，但是现有的散热排热机构的散热效果并不好。
发明内容
为了克服现有技术中的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种电机车制动电阻温度控制装置，其能够利用风冷以及水冷技术对制动电阻进行散热，可大幅提高制动电阻的散热速度，保障制动电阻的安全运行。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种电机车制动电阻温度控制装置，包括制动电阻与散热部件。散热部件包括风冷模块与水冷模块，风冷模块包括第一风道、第二风道、第一风箱、第二风箱、第一风桨、第二风桨以及电机。制动电阻的上端嵌入第一风箱，制动电阻的下端嵌入第二风箱，第一风道与第一风箱贴合，第一风道与第一风箱之间连接有第一进风管与第一出风管，第一风道内设置有第一导风板与第二导风板，第一导风板位于第一进风管一侧，第二导风板位于第一出风管一侧，且第一导风板向第一风道入风的方向倾斜设置，第二导风板向第一风道出风的方向倾斜设置，第二风道与第二风箱之间连接有第二进风管与第二出风管，第二风道内设置有第三导风板与第四导风板，第三导风板位于第二进风管一侧，第四导风板位于第二出风管的一侧，第三导风板向第二风道进风的方向倾斜设置，第四导风板向第二风管出风的方向倾斜设置，第一风道内转动连接有第一风桨，第二风道内转动连接有第二风桨，电机的动力输出端连接有动力轴，动力轴通过皮带与第一风桨的转轴连接，动力轴通过皮带与第二风桨的转轴连接。水冷模块包括散热管以及水箱，散热管的两端均与水箱连接，散热管中部设有螺旋部，螺旋部缠绕于制动电阻的外部。
在本发明较佳的技术方案中，所述水冷模块还包括第一螺旋桨、第二螺旋桨、第一传动轴以及第二传动轴，所述散热管上设置有第一驱动部与第二驱动部，第一驱动部与第二驱动部分别位于螺旋部的两端。第一螺旋桨设置于第一驱动部内，第二螺旋桨设置于第二驱动部内，第一传动轴一端与第一螺旋桨固定连接，第一传动轴的另一端贯穿第一驱动部且与第一风桨的转轴固定连接。第二传动轴的一端与第二螺旋桨固定连接，第二传动轴的另一端贯穿第二驱动部与第二风桨的转轴固定连接。
在本发明较佳的技术方案中，所述第一传动轴与所述第一驱动部的连接处设有第一密封轴承，所述第二传动轴与所述第二驱动部的连接处设有第二密封轴承。
在本发明较佳的技术方案中，所述风冷模块还包括排风道，所述第一风道的末端与所述第二风道的末端均与排风道的一端连接，所述水箱设置于所述排风道的另一端。
在本发明较佳的技术方案中所述水箱上开设有两个以上通孔，所述排风道的另一端贴合于水箱侧壁，通孔与排风道连通。
在本发明较佳的技术方案中，所述水箱内设置有制冷部件部件。
在本发明较佳的技术方案中，所述散热管上嵌有两个以上散热鳍片，散热鳍片设置于第一风箱以及第二风箱内，且散热鳍片设置于螺旋部上。
在本发明较佳的技术方案中，所述第一风道的入风口以及所述第二风道的入风口均设置有集风罩。
在本发明较佳的技术方案中，所述电机车制动电阻温度控制装置还包括控制器与风速传感器，所述第一风道和/或所述第二风道内设置有风速传感器，风速传感器以及所述电机均与所述控制器电连接。
本发明的有益效果为：
本发明提供的一种电机车制动电阻温度控制装置，风冷模块通过电机车形式过程中吹入风道内的空气或风道内的风桨的转动充入快速流动的空气，带走制动电阻上的热量，同时配合水冷模块中的散热管，循环流动的水能够将制动电阻周围的热量带走，两者相配合加速散热。风冷模块还可以驱动散热管内的散热液体循环流动，加速散热，提高散热的效果。
附图说明
图1是本发明具体实施方式提供的一种电机车制动电阻温度控制装置的结构示意图；
图2是图1中A的放大示意图；
图3是图1中B的放大示意图；。
图中：
1-第一风道，11-第一进风管，12-第二进风管，13-第一挡风板，14-第二导风板，15-第一风桨，16-集风罩，17-风速传感器，2-第二风道，21-第二进风管，22-第二出风管，23-第三导风板，24-第四导风板，25-第二风桨，31-第一风箱，32-第二风箱，41-电机，42-动力轴，43-皮带，51-水箱，52-散热管，53-螺旋部，54-散热鳍片，55-通孔，56-制冷部件，6-制动电阻，7-排风道，81-第一驱动部，82-第一密封轴承，83-第一传动轴，84-第一螺旋桨，85-第二驱动部，86-第二传动轴，87-第二密封轴承，88-第二螺旋桨。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1-3所示，实施例中提供了一种电机车制动电阻温度控制装置，包括制动电阻6与散热部件。散热部件包括风冷模块与水冷模块，风冷模块包括第一风道1、第二风道2、第一风箱31、第二风箱32、第一风桨15、第二风桨25以及电机41。制动电阻6的上端嵌入第一风箱31，制动电阻6的下端嵌入第二风箱32，第一风道1与第一风箱31贴合，第一风道1与第一风箱31之间连接有第一进风管11与第一出风管12，第一风道1内设置有第一导风板13与第二导风板14，第一导风板13位于第一进风管11一侧，第二导风板14位于第一出风管12一侧，且第一导风板13向第一风道1入风的方向倾斜设置，第二导风板14向第一风道1出风的方向倾斜设置，第二风道2与第二风箱32之间连接有第二进风管21与第二出风管22，第二风道2内设置有第三导风板23与第四导风板24，第三导风板23位于第二进风管21一侧，第四导风板24位于第二出风管22的一侧，第三导风板23向第二风道2进风的方向倾斜设置，第四导风板24向第二风管出风的方向倾斜设置，第一风道1内转动连接有第一风桨15，第二风道2内转动连接有第二风桨25，电机41的动力输出端连接有动力轴42，动力轴42通过皮带43与第一风桨15的转轴连接，动力轴42通过皮带43与第二风桨25的转轴连接。水冷模块包括散热管52以及水箱51，散热管52的两端均与水箱51连接，散热管52中部设有螺旋部53，螺旋部53缠绕于制动电阻6的外部。
在电机41车运行的过程中，发生制动时电能回收多余的电能输送到制动电阻6处，制动电阻6消耗电能发热。为了制动电阻6的安全，需要及时将制动电阻6发出的热量排走。第一风道1与第二风道2进风口朝着电机41车前进的方向设置，在电机41车行驶过程中，空气会从第一风道1的进风口充入第一风道1，从第二风道2的进风口充入第二风道2。充入第一风道1内的空气在第一导风板13的的导向下，从第一进风管11进入第一风箱31，而制动电阻6的侧边嵌入第一风箱31，空气进入第一风箱31内后，快速往后流动，再从第一出风管12排出，在此过程中空气将制动电阻6上的热量吹带走，起到散热的作用。带有热量的空气从第一出风管12重新进入第一风道1内，从第一风道1的出风口排走。第一导风板13可以将第一风道1内的空气导入到第一进风管11内，第二导风板14则可降低第一风道1内流动的空气对从第一出风管12吹出的热空气的影响，降低热空气排出的阻碍力。第二风道2的排热降温方式与第一风道1一致，两者对称设置，从上下两侧对制动电阻6进行散热，提升散热效果。
在外部进入第一风道1、第二风道2的风量不足的情况下，电机41启动，电机41带动动力轴42转动。动力轴42通过皮带43带动第一风桨15以及第二风桨25转动，第一风桨15拨动第一风道1内的空气，加快第一风道1内空气的流动，第二风桨25拨动第二风道2内的空气，加快第二风道2内的空气流动，使散热效果效果得到保证。同时水箱51中的导热液在散热管52内循环流动，将制动电阻6上的热量带走，其中散热管52的螺栓部缠绕制动电阻6设置，增大与制动电阻6的接触面，增强热交换能力，加快散热。
在本发明的一个实施例中，水冷模块还包括第一螺旋桨84、第二螺旋桨88、第一传动轴83以及第二传动轴86，散热管52上设置有第一驱动部81与第二驱动部85，第一驱动部81与第二驱动部85分别位于螺旋部53的两端。第一螺旋桨84设置于第一驱动部81内，第二螺旋桨88设置于第二驱动部85内，第一传动轴83一端与第一螺旋桨84固定连接，第一传动轴83的另一端贯穿第一驱动部81且与第一风桨15的转轴固定连接。第二传动轴86的一端与第二螺旋桨88固定连接，第二传动轴86的另一端贯穿第二驱动部85且与第二风桨25的转轴固定连接。
在自然进风量充足的情况下，第一风道1内空气快速流动，会驱动第一风桨15转动，在自然进风量不足的情况下，电机41通过皮带43动第一风桨15转动，因此第一风桨15在整个散热过程中都处于转动的状态。第二风桨25也是同样的原理处于转动状态。第一风桨15在转动时通过第一传动轴83带动第一螺旋桨84的转动，第一驱动部81与散热管52连通，第一螺旋桨84的转动会拨动流经第一驱动部81的导热液，为其在散热管52循环流动提供动力。第二风桨25以同样的方式驱动第二驱动部85内的第二螺旋桨88转动，进而为散热管52内流动的导热液提供循环流动的动力。第一散热部与第二散热部在螺旋部53的两端，并且第一螺旋桨84与第二螺旋桨88拨动导热液的方向相同，使导热液具有充沛的动力，可以循环不断地带走制动电阻6上的热量，加速制动电阻6的散热。
在本发明的一个实施例中，第一传动轴83与第一驱动部81的连接处设有第一密封轴承82，第二传动轴86与第二驱动部85的连接处设有第二密封轴承87。第一密封轴承82可以让第一传动轴83顺畅地传动，并且可以保持第一驱动部81的密封，第二密封轴承87也是同样让第二传动轴86顺畅地转动，并且保证第二驱动部85的密封。
在本发明的一个实施例中，风冷模块还包括排风道7，第一风道1的末端与第二风道2的末端均与排风道7的一端连接，水箱51设置于排风道7的另一端。
第一风道1与第二风道2的风带热热量从排风道7排出。
在本发明的一个实施例中水箱51上开设有两个以上通孔55，排风道7的另一端贴合于水箱51侧壁，通孔55与排风道7连通。水箱51上的通孔55用于透过空气，从排风道7排出的空气透过通孔55排出，在经过通孔55时，可以将水箱51内导热液的热量带走，降低导热液的温度，使其可以保持在较低的温度下，持续不断地带走制动电阻6的热量，保障制动电阻6健康。
在本发明的一个实施例中，水箱51内设置有制冷部件56部件。制冷部件56为常用的液体冷却装置，如冷凝器等。在导热液温度过高的情况下，启动制冷部件56来对导热液进行冷却，降低其温度，使水冷模块的制冷能力得到保障。
在本发明的一个实施例中，散热管52上嵌有两个以上散热鳍片54，散热鳍片54设置于第一风箱31以及第二风箱32内，且散热鳍片54设置于螺旋部53上。散热鳍片54将散热管52的热量导过来，并且通过在第一风箱31与第二风箱32内与空气进行接触，将散热管52以及散热管52内导热液的热量散出，有利于快速散热。
在本发明的一个实施例中，第一风道1的入风口以及第二风道2的入风口均设置有集风罩16。集风罩16的大口径可加快空气的进入，增大进风量可以增加对制动电阻6的散热能力，同时也可以降低电机41启动的时间，不仅可以提高散热效果，还可以起到节约电能的作用。
在本发明的一个实施例中，电机车制动电阻温度控制装置还包括控制器与风速传感器17，第一风道1和/或第二风道2内设置有风速传感器17，风速传感器17以及电机41均与控制器电连接。风速传感器17可以检测到风道的风的流速，当流速过低时则表示风量不足，控制器需要联动电机41启动，带动第一风桨15以及第二风桨25转动，补充风量，保证散热效果。
本实施例的其他技术采用现有技术。
本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种电机车制动电阻温度控制装置，其特征在于：包括制动电阻(6)与散热部件；
散热部件包括风冷模块与水冷模块，风冷模块包括第一风道(1)、第二风道(2)、第一风箱(31)、第二风箱(32)、第一风桨(15)、第二风桨(25)以及电机(41)；
制动电阻(6)的上端嵌入第一风箱(31)，制动电阻(6)的下端嵌入第二风箱(32)，第一风道(1)与第一风箱(31)贴合，第一风道(1)与第一风箱(31)之间连接有第一进风管(11)与第一出风管(12)，第一风道(1)内设置有第一导风板(13)与第二导风板(14)，第一导风板(13)位于第一进风管(11)一侧，第二导风板(14)位于第一出风管(12)一侧，且第一导风板(13)向第一风道(1)入风的方向倾斜设置，第二导风板(14)向第一风道(1)出风的方向倾斜设置，第二风道(2)与第二风箱(32)之间连接有第二进风管(21)与第二出风管(22)，第二风道(2)内设置有第三导风板(23)与第四导风板(24)，第三导风板(23)位于第二进风管(21)一侧，第四导风板(24)位于第二出风管(22)的一侧，第三导风板(23)向第二风道(2)进风的方向倾斜设置，第四导风板(24)向第二风管出风的方向倾斜设置，第一风道(1)内转动连接有第一风桨(15)，第二风道(2)内转动连接有第二风桨(25)，电机(41)的动力输出端连接有动力轴(42)，动力轴(42)通过皮带(43)与第一风桨(15)的转轴连接，动力轴(42)通过皮带(43)与第二风桨(25)的转轴连接；
水冷模块包括散热管(52)以及水箱(51)，散热管(52)的两端均与水箱(51)连接，散热管(52)中部设有螺旋部(53)，螺旋部(53)缠绕于制动电阻(6)的外部。
2.根据权利要求1所述的一种电机车制动电阻温度控制装置，其特征在于：
所述水冷模块还包括第一螺旋桨(84)、第二螺旋桨(88)、第一传动轴(83)以及第二传动轴(86)，
所述散热管(52)上设置有第一驱动部(81)与第二驱动部(85)，第一驱动部(81)与第二驱动部(85)分别位于螺旋部(53)的两端；
第一螺旋桨(84)设置于第一驱动部(81)内，第二螺旋桨(88)设置于第二驱动部(85)内，第一传动轴(83)一端与第一螺旋桨(84)固定连接，第一传动轴(83)的另一端贯穿第一驱动部(81)且与第一风桨(15)的转轴固定连接；
第二传动轴(86)的一端与第二螺旋桨(88)固定连接，第二传动轴(86)的另一端贯穿第二驱动部(85)且与第二风桨(25)的转轴固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种电机车制动电阻温度控制装置，其特征在于：
所述第一传动轴(83)与所述第一驱动部(81)的连接处设有第一密封轴承(82)，所述第二传动轴(86)与所述第二驱动部(85)的连接处设有第二密封轴承(87)。
4.根据权利要求1所述的一种电机车制动电阻温度控制装置，其特征在于：
所述风冷模块还包括排风道(7)，所述第一风道(1)的末端与所述第二风道(2)的末端均与排风道(7)的一端连接，所述水箱(51)设置于所述排风道(7)的另一端。
5.根据权利要求4所述的一种电机车制动电阻温度控制装置，其特征在于：
所述水箱(51)上开设有两个以上通孔(55)，所述排风道(7)的另一端贴合于水箱(51)侧壁，通孔(55)与排风道(7)连通。
6.根据权利要求1所述的一种电机车制动电阻温度控制装置，其特征在于：
所述水箱(51)内设置有制冷部件(56)部件。
7.根据权利要求1所述的一种电机车制动电阻温度控制装置，其特征在于：
所述散热管(52)上嵌有两个以上散热鳍片(54)，散热鳍片(54)设置于第一风箱(31)以及第二风箱(32)内，且散热鳍片(54)设置于螺旋部(53)上。
8.根据权利要求1所述的一种电机车制动电阻温度控制装置，其特征在于：
所述第一风道(1)的入风口以及所述第二风道(2)的入风口均设置有集风罩(16)。
9.根据权利要求1所述的一种电机车制动电阻温度控制装置，其特征在于：
还包括控制器与风速传感器(17)，所述第一风道(1)和/或所述第二风道(2)内设置有风速传感器(17)，风速传感器(17)以及所述电机(41)均与所述控制器电连接。
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