[發(fā)明專利]交流傳動電力機(jī)車用模塊化冷卻裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710158002.3
• 申請日: 2007-11-08
• 公開（公告）號: CN101150007A
• 公開（公告）日: 2008-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孔麗君;劉俊杰;張延蕾;趙志強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國北車集團(tuán)大連機(jī)車研究所
• 主分類號: H01F27/10
• 分類號: H01F27/10;B61C3/00
• 代理公司: 大連萬友專利事務(wù)所
• 代理人: 王發(fā)

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種交流傳動電力機(jī)車變壓器和主變流器冷卻系統(tǒng)用模塊化冷卻裝置，屬于換熱技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

我國鐵路從上個世紀(jì)90年代中期開始逐步引入電力機(jī)車牽引，直到2004年，一直采用的是直流傳動技術(shù)。為了解決國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展與鐵路運(yùn)力嚴(yán)重不足的矛盾，2004年鐵道部開始了大規(guī)模的技術(shù)引進(jìn)工作，我國鐵路牽引用電力機(jī)車開始進(jìn)入交流傳動時代。交流傳動電力機(jī)車?yán)米儔浩鲗㈦娋W(wǎng)25kV高壓電調(diào)節(jié)成低壓電，再利用主變流器對上述低壓電整流逆變，以滿足機(jī)車上不同電機(jī)、電器在不同工況下的運(yùn)用需要。變壓器和主變流器的電器元件在工作中會產(chǎn)生熱損耗，散發(fā)出大量的熱量，為了保證變壓器、主變流器正常工作，必須采用合適的冷卻介質(zhì)將變壓器和主變流器電器元件產(chǎn)生的熱量帶走。目前國內(nèi)外通常采用油作為冷卻介質(zhì)冷卻變壓器，采用水與乙二醇的混合液作為冷卻介質(zhì)冷卻主變流器，然后再利用外部冷卻裝置對該冷卻介質(zhì)進(jìn)行二次冷卻，交流傳動電力機(jī)車模塊化冷卻裝置就是上述所稱的二次冷卻裝置。該冷卻裝置通常包括：冷卻風(fēng)機(jī)和風(fēng)機(jī)驅(qū)動電機(jī)組成的風(fēng)機(jī)組、水散熱器、油散熱器、安裝架等幾大關(guān)鍵部件。通常，機(jī)車制造廠向冷卻裝置不同的部件供應(yīng)商分別提出設(shè)計要求，訂購上述部件后，再進(jìn)行組裝。這就帶來如下問題：(1)風(fēng)機(jī)、散熱器供應(yīng)商按要求只提供產(chǎn)品在額定工況下的性能，冷卻裝置缺少整體匹配計算，致使匹配不合理，一方面可能散熱能力不足，滿足不了要求；另一方面可能設(shè)計保守，造成能源浪費(fèi)。(2)由于水散熱器和油散熱器是兩個不同的部件組裝在一起后再安裝在安裝架內(nèi)的，水散熱器和油散熱器之間留有一定的安裝距離，兩個散熱器芯體內(nèi)對應(yīng)的通風(fēng)腔道不可能精確對中。因此，冷卻裝置工作時，冷卻空氣從該裝置一側(cè)進(jìn)入，先后經(jīng)過水散熱器和油散熱器時，會在水散熱器與油散熱器之間的通道內(nèi)產(chǎn)生渦流，增加冷卻空氣的壓力損失，最終增加機(jī)車的輔助功率消耗。并且隨著使用時間的推移，在水散熱器和油散熱器之間的通道內(nèi)容易積聚灰塵，嚴(yán)重影響散熱器的換熱能力和通風(fēng)性能。如果不對水散熱器和油散熱器拆解，不能清除此處這些灰塵。因此，這種結(jié)構(gòu)不利于保證散熱器的換熱性能，增加了輔助功率消耗，且不便于使用維護(hù)。另外，水散熱器和油散熱器分離，體積較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不緊湊。(3)因整個裝置各部件沒有經(jīng)過合理匹配，可能造成噪音超標(biāo)，影響產(chǎn)品的環(huán)境效益。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于：為鐵路運(yùn)輸用交流傳動電力機(jī)車提供一種換熱能力強(qiáng)、可靠性高、噪音低、輔助功率消耗少、維修方便的高度集成的模塊化冷卻裝置，替代進(jìn)口件，在鐵道部技術(shù)引進(jìn)的電力機(jī)車上裝車，滿足進(jìn)口機(jī)車配件國產(chǎn)化的要求。同時解決目前電力機(jī)車復(fù)合式散熱器空氣壓力損失高、輔助功率消耗大、不易維護(hù)等問題。

本發(fā)明交流傳動電力機(jī)車用模塊化冷卻裝置包括經(jīng)整體設(shè)計的過渡風(fēng)筒、膨脹水箱、冷卻水泵、變壓器副油箱、干燥器，冷卻風(fēng)機(jī)組和整體式水-油散熱器由上至下依次排列，冷卻風(fēng)機(jī)組安裝在冷卻裝置上箱體內(nèi)，整體式水-油散熱器安裝在冷卻裝置下箱體內(nèi)或安裝座上；或直接將上箱體各部件安裝在整體式水-油散熱器上，整體式水-油散熱器再安裝在安裝座上。經(jīng)整體設(shè)計的接線盒、繼電器、注油孔、檢修窗設(shè)在冷卻裝置箱體外殼相應(yīng)的位置上。工作時冷卻空氣從機(jī)車上部由風(fēng)機(jī)吸入，經(jīng)過整體式水-油散熱器，最后排向機(jī)車底部。

所述的整體式水-油散熱器的冷卻芯體可以是板翅式結(jié)構(gòu)，由相間的隔板構(gòu)成液體通道，液體通道的中部設(shè)有分隔阻熱腔，其上部依次設(shè)有水封條和水側(cè)擾流片，構(gòu)成水流通道，其下部依次設(shè)有油封條和油側(cè)擾流片，構(gòu)成油流通道，相鄰的液體通道間設(shè)有與其相連的空氣側(cè)散熱翅片，其兩端設(shè)有空氣側(cè)封條。

所述的整體式水-油散熱器的冷卻芯體也可以是管帶式結(jié)構(gòu)，管帶式芯體為帶有內(nèi)加強(qiáng)筋或擾流片的無縫扁管構(gòu)成液體通道，相鄰的液體通道間設(shè)有與其相連的空氣側(cè)散熱翅片，其兩端設(shè)有空氣側(cè)封條。

所述的隔板、封條、擾流片、散熱翅片釬焊焊接成一個整體，箱體內(nèi)部與冷卻空氣接觸的表面上噴涂有吸聲材料層?？梢詼p少聲音的反射，降低風(fēng)機(jī)組產(chǎn)生的噪音。

上述模塊化冷卻裝置各組成部件可根據(jù)需要增減，如，不設(shè)下箱體，直接將上箱體各部件安裝在整體式水-油散熱器上?？諝饬鲃臃较蚩筛鶕?jù)需要改變。冷卻風(fēng)機(jī)組和整體式水-油散熱器的位置也可互換。