一種牽引變流器冷卻系統及牽引變流器的製作方法
2023-06-01 00:46:02 1
本實用新型主要涉及軌道交通技術領域，特指一種牽引變流器冷卻系統及牽引變流器。
背景技術：
隨著技術的發展，節能降耗指標的提高，變流裝置作為高速動車組車輛的核心部件，正在朝著高率、大功率、輕量化、易維護等方向發展。冷卻系統作為關鍵部件，其輕量化、小型化、高效率、高可靠性、冷卻功率可調成為發展趨勢。小型化和輕量化的水冷系統將為牽引變流器整體的設計、安裝和維護帶來諸多有利因素，從多方面提高產品性能和競爭力。
目前，動車牽引變流器冷卻系統一般採用風冷或者水冷。風冷系統主要部件包括風機、風道和散熱器，重量主要由風機和散熱器決定；水冷系統主要包括水泵、膨脹水箱、熱交換器、風機、水管、水冷基板和冷卻水，重量主要由水泵、風機和熱交換器決定。在發熱功率較高時，水冷系統冷卻效率高、可靠性高、冷卻均勻等優勢尤為明顯。在高速動車組上，牽引變流器通常採用效率更高的水冷系統。由於尺寸、重量和散熱功率方面的限制，現有動車組變流器水冷系統多數採用單水泵、單熱交換器的方式；在一些要求冷卻功率較大的場合，採用了兩套完全相同獨立的冷卻系統，每套系統對一組發熱元件進行冷卻，兩套水冷系統也存在冷卻不均勻和兩臺水泵發熱量大的問題。
技術實現要素：
本實用新型要解決的技術問題就在於：針對現有技術存在的技術問題，本實用新型提供一種結構簡單緊湊、維護方便且散熱均勻的牽引變流器冷卻系統，並相應提供了一種結構簡單緊湊、維護方便的牽引變流器。
為解決上述技術問題，本實用新型提出的技術方案為：
一種牽引變流器冷卻系統，包括第一冷卻迴路和第二冷卻迴路，所述第一冷卻迴路中包括第一整流模塊冷卻器、第一逆變模塊冷卻器、內循環散熱器、第一熱交換器和循環泵，所述第一整流模塊冷卻器、第一逆變模塊冷卻器和內循環散熱器並聯後依次與第一熱交換器和循環泵串聯；所述第二冷卻迴路中包括第二整流模塊冷卻器、第二逆變模塊冷卻器、輔助逆變模塊冷卻器和第二熱交換器，所述第二整流模塊冷卻器、第二逆變模塊冷卻器和輔助逆變模塊冷卻器並聯後依次與第二熱交換器以及第一冷卻迴路中的循環泵串聯。
作為上述技術方案的進一步改進：
還包括風機、出風口和兩個進風口，兩個進風口分別位於第一熱交換器和第二熱交換器的一側，所述進風口經對應熱交換器並通過風機匯流後經過牽引變流器的發熱組件安裝區，再經出風口形成風冷迴路。
所述進風口位於牽引變流器櫃體對應熱交換器的一側，所述出風口位於安裝於牽引變流器的櫃體外側的導風罩的下部。
所述第一整流模塊冷卻器、第二整流模塊冷卻器、第一逆變模塊冷卻器、第二逆變模塊冷卻器和輔助逆變模塊冷卻器分別為安裝於對應模塊上的水冷基板。
本實用新型還公開了一種牽引變流器，包括櫃體，所述櫃體內包括第一整流模塊、第二整流模塊、第一逆變模塊、第二逆變模塊、輔助逆變模塊和如上所述的牽引變流器冷卻系統，所述第一整流模塊、第二整流模塊、第一逆變模塊、第二逆變模塊和輔助逆變模塊分別與牽引變流器冷卻系統中對應的冷卻器對應安裝。
作為上述技術方案的進一步改進：
所述櫃體內設置有沿櫃體橫向方向依次布置的模塊組件安裝區、冷卻系統安裝區以及發熱組件安裝區，所述第一整流模塊、第二整流模塊、第一逆變模塊、第二逆變模塊、輔助逆變模塊安裝於模塊組件安裝區且呈兩排，所述第一熱交換器、第二熱交換器和循環泵安裝於冷卻系統安裝區，所述第一熱交換器和第二熱交換器分別位於冷卻系統安裝區的兩側，所述發熱組件安裝區內安裝有牽引變流器的輔助變壓器、斬波器和電抗器。
所述櫃體於發熱組件安裝區的一側設置有導風罩，所述進風口、第一熱交換器或第二熱交換器、風機、發熱組件安裝區以及導風罩依次對接。
所述櫃體內還設置有預充電單元安裝區和牽引控制單元安裝區，所述預充電單元安裝區內安裝有充電接觸器和短接接觸器，所述牽引控制單元安裝區內安裝有牽引傳動控制裝置。
與現有技術相比，本實用新型的優點在於：
本實用新型的牽引變流器冷卻系統，採用同一臺循環泵驅動兩個冷卻迴路中的冷卻液，不僅佔用體積小，方便維護，而且配合相互並聯的各模塊冷卻器，能夠使各支路負載散熱更加均勻。
本實用新型的牽引變流器，不僅具有如上所述冷卻系統所述的優點，而且各模塊布局合理、結構簡單緊湊、方便維護。
附圖說明
圖1為本實用新型冷卻系統的水冷迴路原理圖。
圖2為本實用新型冷卻系統的布局圖。
圖3為本實用新型冷卻系統中風冷迴路的側視圖。
圖4為本實用新型冷卻系統中風冷迴路的俯視圖。
圖5為本實用新型牽引變流器的俯視圖。
圖中標號表示：1、第一冷卻迴路；11、第一整流模塊冷卻器；12、第一逆變模塊冷卻器；13、內循環散熱器；14、第一熱交換器；15、循環泵；16、膨脹水箱；2、第二冷卻迴路；21、第二整流模塊冷卻器；22、第二逆變模塊冷卻器；23、輔助逆變模塊冷卻器；24、第二熱交換器；3、風冷迴路；31、進風口；32、風機；33、出風口；4、櫃體；41、預充電單元安裝區；42、牽引控制單元安裝區；43、模塊組件安裝區；44、冷卻系統安裝區；45、發熱組件安裝區；46、導風罩。
具體實施方式
以下結合說明書附圖和具體實施例對本實用新型作進一步描述。
如圖1至圖4所示，本實施例的牽引變流器冷卻系統，包括第一冷卻迴路1和第二冷卻迴路2，第一冷卻迴路1中包括第一整流模塊冷卻器11、第一逆變模塊冷卻器12、內循環散熱器13、第一熱交換器14和循環泵15，第一整流模塊冷卻器11、第一逆變模塊冷卻器12和內循環散熱器13並聯後依次與第一熱交換器14和循環泵15串聯；第二冷卻迴路2中包括第二整流模塊冷卻器21、第二逆變模塊冷卻器22、輔助逆變模塊冷卻器23和第二熱交換器24，第二整流模塊冷卻器21、第二逆變模塊冷卻器22和輔助逆變模塊冷卻器23並聯後依次與第二熱交換器24以及第一冷卻迴路1中的循環泵15串聯，即第一冷卻迴路1和第二冷卻迴路2共用一個循環泵15，循環泵15則與膨脹水箱16相連，其中熱交換器（包括第一熱交換器14和第二熱交換器24）均位於各自冷卻迴路中的回水側，即通過冷卻介質將各自模塊的熱量吸收後，再經熱交換器進行熱交換，將吸收的熱量散發出去，之後冷卻介質回流至循環泵15，完成一次循環（如圖2所示，其中細實線為進水管路，細虛線為出水管路）。本實用新型的牽引變流器冷卻系統，採用同一臺循環泵15驅動兩個冷卻迴路中的冷卻液，不僅佔用體積小，方便維護，而且配合相互並聯的各模塊冷卻器，能夠使各支路負載散熱更加均勻。
如圖2至圖4所示，本實施例中，還包括風機32、出風口33和兩個進風口31，兩個進風口31分別位於第一熱交換器14和第二熱交換器24的一側，如圖2中的粗線條所示，進風口31經對應熱交換器並通過風機32匯流後經過牽引變流器的發熱組件安裝區45，再經出風口33形成風冷迴路3。風機32將櫃體4外部的冷風通過進風口31，經熱交換器換熱後對變流器發熱組件安裝區45的發熱組件進行冷卻，再經出風口33吹出櫃體4外部，通過以上的設置，將冷卻迴路和風冷迴路3結合，保證了散熱的效果，能夠有效減少各冷卻部件佔用的體積。
本實施例中，進風口31位於牽引變流器櫃體4對應熱交換器的一側，出風口33位於安裝於牽引變流器的櫃體4外側的導風罩46的下部。通過側進下出的獨特散熱通道，既能夠避免下方吸氣式設計導致樹葉、灰塵等地面雜物吸進變流器內部而堵塞風道，也能夠避免側進側出式設計導致熱風吹向站臺對旅客造成不適。
本實施例中，第一整流模塊冷卻器11、第二整流模塊冷卻器21、第一逆變模塊冷卻器12、第二逆變模塊冷卻器22和輔助逆變模塊冷卻器23分別為安裝於對應模塊上的水冷基板。
如圖5所示，本發明還公開了一種牽引變流器，包括櫃體4，櫃體4內包括第一整流模塊、第二整流模塊、第一逆變模塊、第二逆變模塊、輔助逆變模塊和如上所述的牽引變流器冷卻系統，第一整流模塊、第二整流模塊、第一逆變模塊、第二逆變模塊和輔助逆變模塊分別與牽引變流器冷卻系統中對應的冷卻器對應安裝。
本實施例中，櫃體4內設置有沿櫃體4橫向方向依次布置的模塊組件安裝區43、冷卻系統安裝區44以及發熱組件安裝區45，第一整流模塊、第二整流模塊、第一逆變模塊、第二逆變模塊、輔助逆變模塊安裝於模塊組件安裝區43且呈兩排，第一熱交換器14、第二熱交換器24和循環泵15安裝於冷卻系統安裝區44，第一熱交換器14和第二熱交換器24分別位於冷卻系統安裝區44的兩側，發熱組件安裝區45內安裝有牽引變流器的輔助變壓器、斬波器和電抗器。通過以上各安裝區的合理布置，保證冷卻迴路和風冷迴路3的最優布置，同時大大減小了櫃體4的結構。
本實施例中，櫃體4於發熱組件安裝區45的一側設置有導風罩46，進風口31、第一熱交換器14或第二熱交換器24、風機32、發熱組件安裝區45以及導風罩46依次對接，形成風冷迴路3。
本實施例中，櫃體4內還設置有預充電單元安裝區41和牽引控制單元安裝區42，預充電單元安裝區41內安裝有充電接觸器和短接接觸器，牽引控制單元安裝區42內安裝有牽引傳動控制裝置。
雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本實用新型。任何熟悉本領域的技術人員，在不脫離本實用新型技術方案範圍的情況下，都可利用上述揭示的技術內容對本實用新型技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本實用新型技術方案的內容，依據本實用新型技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應落在本實用新型技術方案保護的範圍內。