CN205862250U - 用于轨道交通的节能液冷装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于轨道交通的节能液冷装置，包括相配合的水泵、风机、液冷散热器和液冷管道，水泵、风机、液冷散热器和液冷管道组成液冷循环系统用于对牵引电机散热，还包括相连接的中央处理器和数据采集单元，数据采集单元用于采集列车的实时信息并传输给中央处理器，中央处理器分别与水泵和风机相连，用于接收并分析数据采集单元的数据信息以实时调节水泵和/或风机的转速。本实用新型具有结构简单紧凑、降低成本、节能环保、散热效果好、能根据车辆运行情况实时调整散热功率的优点。

Description

用于轨道交通的节能液冷装置

技术领域

本实用新型主要涉及到轨道交通设备领域，具体涉及一种用于轨道交通的节能液冷装置。

背景技术

随着轨道交通车辆向高速与重载方向发展，其运行速度越来越高、载客量越来越大，牵引电机的热损耗功率也越来越大，随之产生的热量也越多。这些热量会使电机内线圈温度升高而影响牵引电机的性能，温度过高时甚至会发生电机内绝缘失效，因此必须有冷却系统持续、高效的为之散热，才能让牵引电机持续地安全可靠工作。随着地铁永磁直驱技术的发展，自然冷却及强迫风冷散热越来越不能满足牵引电机的散热需求，由于水冷散热效率更高，目前已被广泛的应用于永磁直驱牵引电机的冷却中。但是目前用于轨道交通的水冷装置存在以下技术问题：

1、现有水冷装置散热功率可调范围小，不同地区的地铁需采用不同型号的水冷装置。例如由于南北环温差别大，装在南方行驶的车辆的水冷装置的功率，必定要大于装在北方城市行驶的车辆的水冷装置的功率。这使得车辆水冷装置不能统一配置，制造成本上升、养护工作复杂。

2、由于现有水冷装置散热功率可调范围小，也导致水冷装置需要一直处于较大散热功率工况下运行，这就需要风机、水泵处于较高转速下运转，只有这样才能保证电机不会因为散热不足而过热。但是轨道交通车辆行驶的地域宽广，环境差别大，当车辆由高环温地行程至低环温地时（例如由南方行驶至北方），由于环温降低故牵引电机也会处于较低工作温度，但此时风机、水泵仍然会处于高速运转，这极大地造成了电能资源浪费。

3、水冷装置运行时，高速运转的风机会产生较高的噪声。当列车在高速运行时，这个噪声对人们影响不大。但是当车辆进出站速度较慢时，由于风机仍在高速运转，产生的较高噪声极大的影响了乘客的舒适性，也造成了电能资源浪费。随着车辆的牵引功率进一步加大，这些问题将变得更加突出。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题在于：针对现有技术存在的问题，提供一种结构简单紧凑、降低成本、节能环保、散热效果好、能根据车辆运行情况实时调整散热功率的用于轨道交通的节能液冷装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于轨道交通的节能液冷装置，包括相配合的水泵、风机、液冷散热器和液冷管道，所述水泵、风机、液冷散热器和液冷管道组成液冷循环系统用于对牵引电机散热，还包括相连接的中央处理器和数据采集单元，所述数据采集单元用于采集列车的实时信息并传输给中央处理器，所述中央处理器分别与水泵和风机相连，用于接收并分析数据采集单元的数据信息以实时调节水泵和/或风机的转速。

作为本实用新型的进一步改进，所述数据采集单元包括噪声采集模块，所述噪声采集模块用于采集列车运行时的实时风燥并传输给中央处理器以调节风机的转速。

作为本实用新型的进一步改进，所述噪声采集模块安装于列车车厢外侧。

作为本实用新型的进一步改进，所述数据采集单元包括温度采集模块，所述温度采集模块用于采集牵引电机的实时温度并传输给中央处理器以调节水泵和/或风机的转速。

作为本实用新型的进一步改进，所述水泵为无级变频调速水泵。

作为本实用新型的进一步改进，所述风机为无级变频调速风机。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

（1）本实用新型的用于轨道交通的节能液冷装置，不再是一种额定的散热作业模式，它能够通过采集列车的实时信息来了解车辆的实时运行情况，并对采集的列车实时信息进行判断，进而及时通过调整水泵和/或风机的转速来灵活调整液冷装置的散热功率，使得液冷装置既能满足车辆的实时散热需求，又能够达到节能环保的目的。

（2）本实用新型的用于轨道交通的节能液冷装置，由于能够根据车辆的实时状况来及时调整散热功率，使得不同地域的轨道交通车辆都能够配置相同功率的液冷装置。使得制作简单、成本低，养护方便。

（3）本实用新型的用于轨道交通的节能液冷装置，当车辆在进出站时，中央处理器也能够根据数据采集单元的信息来判断并调节水泵和/或风机的转速，达到噪声、振动减小，提高了乘客的舒适性。

附图说明

图1是本实用新型的用于轨道交通的节能液冷装置的结构原理示意图。

图例说明：

1、水泵；2、风机；3、液冷散热器；4、液冷管道；5、牵引电机；6、中央处理器；7、噪声采集模块；8、温度采集模块。

具体实施方式

以下结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型提供一种用于轨道交通的节能液冷装置，包括相配合的水泵1、风机2、液冷散热器3和液冷管道4，水泵1、风机2、液冷散热器3和液冷管道4组成液冷循环系统用于对牵引电机5散热，还包括相连接的中央处理器6和数据采集单元，数据采集单元用于采集列车的实时信息并传输给中央处理器6，中央处理器6分别与水泵1和风机2相连，用于接收并分析数据采集单元的数据信息以实时调节水泵1和/或风机2的转速。

由于设有中央处理器6和数据采集单元，使得本实用新型的节能液冷装置不再是一种额定的散热作业模式，它能够通过采集列车的实时信息来了解车辆的实时运行情况，并对采集的列车实时信息进行判断，进而及时通过调整水泵1和/或风机2的转速来灵活调整液冷装置的散热功率，使得液冷装置既能满足车辆的实时散热需求，又能够达到节能环保的目的。同时，由于本实用新型的节能液冷装置能够根据车辆的实时状况来及时调整散热功率，使得不同地域的轨道交通车辆都能够配置相同功率的液冷装置。使得制作简单、成本低，养护方便。三是当车辆在进出站时，中央处理器6也能够根据数据采集单元的信息来判断并调节水泵1和/或风机2的转速，达到噪声、振动减小，提高了乘客的舒适性。

进一步，在较佳实施例中，数据采集单元包括噪声采集模块7，噪声采集模块7用于采集列车运行时的实时风燥并传输给中央处理器6以调节风机2的转速。噪声采集模块7安装于列车车厢外侧便于采集真实的风燥数据。

进一步，在较佳实施例中，数据采集单元包括温度采集模块8，温度采集模块8用于采集牵引电机5的实时温度并传输给中央处理器6以调节水泵1和/或风机2的转速。由于对牵引电机5内部温度进行了实时监测采集，当牵引电机5内部温度比预设的参考温度低时则可以通过降低风机1、水泵2转速减小牵引电机5实际温度与参考温度的差值，从而实现节省电能的目的。

进一步，在较佳实施例中，水泵1为无级变频调速水泵，风机2为无级变频调速风机，使得水泵1和风机2的调节范围大，调节度灵活，更加适应不同运行情况下的散热需求和节能降噪需求。

针对上述结构形式和技术特色，在此分别列举车辆不同运行情况下本实用新型的几种工作模式，但是需要强调的是，本实用新型的液冷装置并不限于以下几种工作模式，其能够根据车辆实时信息作出更多灵活多样的调整，以及时满足不同情况下的散热冷却和节能降噪需求。

（一）当车辆由出站并转向高速运行过程。刚出站时，列车运行很慢，噪声采集模块7采集到列车的实时风燥很小，温度采集模块8采集到牵引电机5的实时温度也不高，此时中央处理器6根据噪声采集模块7和温度采集模块8的数据信息进行判断后，调节并使水泵1和风机2均保持低转速，使得既能满足低散热需求，又能起到节能、降噪的目的。当列车逐步高速运行时，车外风燥会很大，且牵引电机5的实时温度也会提高，此时，中央处理器6又能根据噪声采集模块7和温度采集模块8的实时数据信息进行判断后，及时地调节并逐步增大水泵1和风机2的转速，进而逐步增大液冷系统的冷却功率，以满足车辆高速运行的高散热需求。当车辆到达最大速度进入惰行状态时，中央处理器6会调节水泵1和风机2，使其在超频状态下高速运行，尽快的将牵引电机5及冷却液温度降低。此时，因为车速极高，液冷装置带来的高噪声并不会对乘客舒适性产生太大影响。

（二）当车辆由高速运行转向进站过程。当车辆逐步降低速度准备进站时，噪声采集模块7采集到列车的实时风燥会逐步减小，温度采集模块8采集到牵引电机5的实时温度仍比较高。此时，中央处理器6会根据噪声采集模块7和温度采集模块8的数据信息进行判断后，逐步调节降低风机2的转速，逐步降低风机2的噪音以满足乘客舒适度需要。并且，由于牵引电机5的实时温度仍比较高，中央处理器6仍会维持水泵1的高速运转，以满足散热降温的需要。当列车进站停止时，中央处理器6会根据噪声采集模块7和温度采集模块8的数据，将风机2的转速降至最低，但是仍保持水泵1转速不变，这一方面能极大降低液冷装置的噪声影响，另一方面也保证了牵引电机5的降温需求。当温度采集模块8检测到牵引电机5的实时温度降低至符合值时，中央处理器6会最终使水泵1和风机2关机。

（三）当车辆由高环温地域行转向低环温地域过程。当车辆在高环温地域高速行驶时，噪声采集模块7采集到列车的实时风燥很大，温度采集模块8采集到牵引电机5的实时温度很高，此时中央处理器6会调节水泵1和风机2，使其高速运行以尽快的将牵引电机5及冷却液温度降低。当车辆高速行驶至低环温地域时，牵引电机5的实时温度受低环温影响可能会降低。此时即使噪声采集模块7采集到列车的实时风燥很大，但是中央处理器6会根据温度采集模块8的实时数据，实时降低水泵1和风机2的转速，进而降低液冷装置的散热功率，使得液冷装置不会仍保持最大功率的运转，使得液冷装置既满足了车辆的实时散热需求，又达到了节能降噪的效果。车辆由低环温地域行转向高环温地域过程与上同理，在此不再累述。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于轨道交通的节能液冷装置，包括相配合的水泵（1）、风机（2）、液冷散热器（3）和液冷管道（4），所述水泵（1）、风机（2）、液冷散热器（3）和液冷管道（4）组成液冷循环系统用于对牵引电机（5）散热，其特征在于，还包括相连接的中央处理器（6）和数据采集单元，所述数据采集单元用于采集列车的实时信息并传输给中央处理器（6），所述中央处理器（6）分别与水泵（1）和风机（2）相连，用于接收并分析数据采集单元的数据信息以实时调节水泵（1）和/或风机（2）的转速。

2.根据权利要求1所述的用于轨道交通的节能液冷装置，其特征在于，所述数据采集单元包括噪声采集模块（7），所述噪声采集模块（7）用于采集列车运行时的实时风燥并传输给中央处理器（6）以调节风机（2）的转速。

3.根据权利要求2所述的用于轨道交通的节能液冷装置，其特征在于，所述噪声采集模块（7）安装于列车车厢外侧。

4.根据权利要求1所述的用于轨道交通的节能液冷装置，其特征在于，所述数据采集单元包括温度采集模块（8），所述温度采集模块（8）用于采集牵引电机（5）的实时温度并传输给中央处理器（6）以调节水泵（1）和/或风机（2）的转速。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的用于轨道交通的节能液冷装置，其特征在于，所述水泵（1）为无级变频调速水泵。

6.根据权利要求1至4中任意一项所述的用于轨道交通的节能液冷装置，其特征在于，所述风机（2）为无级变频调速风机。