一种适用于大功率机车变流柜的环控降温系统技术方案

本发明专利技术公开了一种适用于大功率机车变流柜的环控降温系统，包括布置于变流柜内上部的风扇Ⅰ（1），布置于变流柜内中部的风扇Ⅱ（2）及风扇Ⅲ（3），布置于变流柜内底部的风扇Ⅳ（4）；所述风扇Ⅰ（1）下方布置水冷基板（5）。所述风扇Ⅱ（2）和风扇Ⅲ（3）布置于水冷基板（5）的下方两侧。本发明专利技术解决了机车变流器封闭结构下的内部环境温度控制方式，可以应用在各种类型的机车变流器内部，帮助变流器提高密封等级，进而提高变流器全生命周期可用性。高变流器全生命周期可用性。高变流器全生命周期可用性。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于大功率机车变流柜的环控降温系统


[0001]本专利技术涉及机车变流器散热
，具体为一种适用于大功率机车变流柜的环控降温系统。

技术介绍

[0002]大功率牵引变流柜往往具有功率大、热损耗高的特点，需要冷却装置降低变流器内部环境温度。电力机车的变流器布置在机械间内，电力机车的机械间在夏季的温度高达55℃以上，且机械间内的灰尘大，环境恶劣，散热条件恶劣。
[0003]目前的机车变流器，往往采用两种冷却方式进行散热，一种是通过水冷管路、水冷基板和外部冷却塔构成强迫水循环风冷的散热系统，这种散热方式只能带走安装有水冷基板的散热部件的热量，无法降低变流器内部的环境温度。另外一种是变流器设计有进出风通道，通过内部安装风扇散热装置，将变流器内部的热量与机械间进行热交换，从而达到降低变流器内部温度的效果，这种方式往往会造成变流器内部积累大量的灰尘，引发部件放电的故障，且由于机械间内温度较高，散热效果往往无法达到预期。
[0004]现有变流柜采用非密封性设计，预留有用于散热的进出风风道，通过内部装置的散热风扇，驱动变流器内部空气与机械间空气间的流通，达到热量交换，降低变流器内温度的目的。现有方案中变流器内部环境温度受限制与机械间温度，在夏季或机械间温度很高的情况下，变流器内部温度无法降低。且由于机械间的环境恶劣，灰尘从风道进入变流器内部，影响变流器内高压部件的电气间隙，容易导致放电故障。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的是提供一种适用于大功率机车变流柜的内部环控降温系统，变流柜采用全密封设计，可有效的控制和降低机车变流器内部的环境温度，降低变流器故障率，提高变流器的可用性。
[0006]本专利技术是采用如下技术方案实现的：一种适用于大功率机车变流柜的环控降温系统，包括布置于变流柜内上部的风扇Ⅰ，布置于变流柜内中部的风扇Ⅱ及风扇Ⅲ，布置于变流柜内底部的风扇Ⅳ；所述风扇Ⅰ下方布置水冷基板。
[0007]进一步优选的，所述风扇Ⅱ和风扇Ⅲ布置于水冷基板的下方两侧。
[0008]实施时，大型牵引变流柜内装有2套牵引装置，每套装置由1个预充电回路，1个四象限模块，1个四象限+斩波模块、1套中间直流环节和1个三相逆变器组成，驱动1台永磁同步电机（轴控）。两套牵引装置电气原理及结构完全相同，冷却系统相互独立，增加系统的冗余度。大型变流器内部的空气冷却循环系统由4个或若干个风扇和一个水冷基板构成，其中四个风扇用于变流器内部空气循环，水冷基板上带有散热翅片，用于将变流器内部空气和冷却液进行热交换。
[0009]风扇一般布置于变流器内部上方、中部和下方，构建内部空气循环的风路。具体方
案：风扇Ⅰ位于变流器上方，风扇Ⅱ和风扇Ⅲ位于变流器的中间部分，风扇Ⅳ位于变流器底部。风扇Ⅰ将变流器内部的空气吹向水冷基板和安装在水冷基板上的散热翅片。经过热交换后的空气温度降低，由风扇Ⅱ和风扇Ⅲ将冷却后的空气引导进入变流器下方，经风扇Ⅳ对变流器内底部进行热交换。最终形成变流器内中部和上部空气循环，底部和上部形成空气循环。且风扇Ⅱ和风扇Ⅲ的位置，可以根据变流器内部部件的发热情况进行调整。
[0010]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1、电力机车全密封设计的变流器的散热解决方案，改善变流器内环境温度。
[0011]2、在无风道设计的变流器内部，利用多组风扇引导空气强迫流动，形成循环风道，最终通过水冷散热装置实现热交换。
[0012]本专利技术设计合理，解决了机车变流器封闭结构下的内部环境温度控制方式，可以应用在各种类型的机车变流器内部，帮助变流器提高密封等级，进而提高变流器全生命周期可用性，具有很好的实际应用价值。
附图说明
[0013]图1表示本专利技术所述大功率机车变流柜的环控降温系统布置示意图。
[0014]图2表示环控降温系统布置于大功率机车变流柜内示意图。
[0015]图中：1
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风扇Ⅰ，2
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风扇Ⅱ，3
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风扇Ⅲ，4
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风扇Ⅳ，5
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水冷基板。
具体实施方式
[0016]下面结合附图对本专利技术的具体实施例进行详细说明。
[0017]一种适用于大功率机车变流柜的环控降温系统，如图1所示，包括布置于变流柜内上部的风扇Ⅰ1，布置于变流柜内中部的风扇Ⅱ2及风扇Ⅲ3，布置于变流柜内底部的风扇Ⅳ4；风扇Ⅰ1下方布置水冷基板5。风扇Ⅰ1的出风口与水冷基板5的散热翅片之间的距离为0.5~1cm。风扇Ⅱ2和风扇Ⅲ3布置于水冷基板5的下方两侧。整体布局如图2所示。
[0018]具体实施时，大型牵引变流柜内装有2套牵引装置，每套装置由1个预充电回路，1个四象限模块，1个四象限+斩波模块、1套中间直流环节和1个三相逆变器组成，驱动1台永磁同步电机（轴控）。两套牵引装置电气原理及结构完全相同，冷却系统相互独立，增加系统的冗余度。
[0019]在整体密封的大型变流器内部的空气冷却循环系统由4个或若干个风扇和一个水冷基板构成，其中四个风扇用于变流器内部空气循环，水冷基板上带有散热翅片，用于将变流器内部空气和冷却液进行热交换。
[0020]风扇一般布置于变流器内部上方、中部和下方，构建内部空气循环的风路。具体方案：风扇Ⅰ位于变流器内上方，风扇Ⅱ和风扇Ⅲ位于变流器的中间部分，风扇Ⅳ位于变流器内底部。风扇Ⅰ将变流器内部的空气吹向水冷基板和安装在水冷基板上的散热翅片。经过热交换后的空气温度降低，由风扇Ⅱ和风扇Ⅲ将冷却后的空气引导进入变流器下方，经风扇Ⅳ对变流器内底部进行热交换。最终形成变流器内中部和上部空气循环，底部和上部形成空气循环。且风扇Ⅱ和风扇Ⅲ的位置，可以根据变流器内部部件的发热情况进行调整。
[0021]最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案而非限制，尽管参照本专利技术实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本专利技术的技术方案
进行修改或者等同替换，都不脱离本专利技术的技术方案的精神和范围，其均应涵盖本专利技术的权利要求保护范围中。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于大功率机车变流柜的环控降温系统，其特征在于：包括布置于变流柜内上部的风扇Ⅰ（1），布置于变流柜内中部的风扇Ⅱ（2）及风扇Ⅲ（3），布置于变流柜内底部的风扇Ⅳ（4）；所述风扇Ⅰ（1）下方布置水冷基板（5）。2.根据权利要求1所述的一种适用于大功率机车变流柜的环控降温系统，其特征在于：所述风扇Ⅱ（2）...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐亚昆，王雷，刘国，赵勇，
申请(专利权)人：中车永济电机有限公司，
类型：发明
国别省市：