[發明專利]通過靜態技術冷卻的電功率轉換器

有效

• 申請號: 201010267337.0
• 申請日: 2010-08-27
• 公開（公告）號: CN102006763A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: V·杜邦;S·尼古洛;M·梅爾梅-居耶內
• 申請（專利權）人: 阿爾斯通運輸股份有限公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20;F28D15/04
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 劉敏

技術領域

本發明涉及一種電功率轉換器(convertisseur)，該轉換器包括：

-能夠參與電流轉換的電功率元件(composant?électrique?depuissance)；

-封閉的冷卻回路，該冷卻回路包括：

-雙相載熱流體；

-貼靠所述電功率元件的第一熱交換器；

-能夠將載熱流體的熱量排放到冷卻回路之外的第二熱交換器；

-使載熱流體在冷卻回路中流動的部件。

本發明涉及一種通過CPL冷卻的電功率轉換器，該電功率轉換器可以在不同領域中使用，特別是在鐵路運輸設備——即鐵路車輛、能量生產設備、和電力傳輸設備——中使用。

背景技術

可以把該冷卻技術納入在能量轉換部分中的不同設備為中頻變壓器、風力發動機、水力發動機、渦輪機、牽引箱、電馬達、內置的轉向架和馬達、供電變電站、電池、超電容器、飛輪和輔助電源。

為了給牽引馬達供電，鐵路車輛需要配備車載電功率轉換器。由于功率非常大，應冷卻轉換器，以排出由轉換器的變換器件產生的熱量。

目前，通過—回路保證冷卻，加有乙二醇的水在該回路中流動。加有乙二醇的水以封閉環路的方式在與變換器件接觸的第一交換器和第二空氣交換器之間流動。一水力泵保證實施加有乙二醇的水的運動。

尤其是由于泵，這種冷卻環路體積較大，并且需要大量維護，這種大量維護也是與存在泵有關，這增加了鐵路車輛的經營和養護成本。

發明內容

本發明的目的是提出一種體積較小并且需要較少養護的用于鐵路車輛的電功率轉換器。

為此，本發明的目標是—種上述類型的電功率轉換器，其特征在于，貼靠所述電功率元件的所述第一熱交換器包括具有毛細芯的毛細蒸發器，該毛細芯能夠保證在毛細芯中建立的彎月面處接受的液態的載熱流體完全汽化和使載熱流體的液相和汽相分離，并且該毛細芯能夠保證運送(renvoyer)完全氣態的載熱流體，載熱流體在毛細蒸發器中的液體/蒸汽界面處產生的壓力作用下在冷卻回路中流動，以形成毛細泵回路。

根據一些特定的實施方式，電功率轉換器包括以下特征中的一個或幾個：

-回路沒有使載熱流體流動的機械泵；

-電功率轉換器在毛細蒸發器的上游包括液態的載熱流體的增壓儲存器，并且所述增壓儲存器位于高于毛細蒸發器之處；

-回路包括至少二個在回路中并聯布置的毛細蒸發器；

-能夠將載熱流體的熱量排放到冷卻回路之外的第二熱交換器包括載熱流體/空氣交換器；

-回路在能夠將載熱流體的熱量排放到冷卻回路之外的第二熱交換器的下游包括低溫冷卻交換器；

-電功率轉換器包括控制在毛細蒸發器的上游的冷卻流體的壓力和/或溫度參數的部件；

-控制部件包括調節器，該調節器保證根據電功率元件的溫度控制在毛細蒸發器的上游的冷卻流體的壓力和/或溫度；

-控制部件包括調節器，該調節器保證根據在電功率轉換器中流動的電功率特征(profil)控制在毛細蒸發器的上游的冷卻流體壓力和/或溫度。

附圖說明

通過閱讀下面只作為實例給出的并參照附圖進行的描述將更好地理解本發明，在附圖中：

-圖1是根據本發明的車載轉換器的立體圖；

-圖2是圖1轉換器的冷卻環路的示意圖；

-圖3是為控制根據本發明的轉換器而實施的算法的程序框圖；

-圖4是表明對于一個實例轉換器的變換器件在牽引階段產生的熱功率的曲線圖；以及

-圖5是表示圖4所示的牽引階段電氣元件的連接點(jonction)溫度曲線。

具體實施方式

在圖1中，示出用于鐵路車輛的電功率轉換器10。該轉換器一般裝在機車或輸送乘客或貨物的列車的牽引車中。轉換器10在車輛中為牽引鏈的電馬達供電。如已經知道的，轉換器10包括這里為四相的換流器12和換流器12的冷卻環路14。

換流器能夠把例如來自吊線懸掛式電纜的直流電轉換為具有相關變阻功能的三相電流。

因此，換流器包括這里由一金屬板構成的直流輸入母線16和四個功率傳導條18A、18B、18C、18D，每個條對應于換流器的一個相位和變阻功能。這四個條的端部裝配有輸出連接端子20A、20B、20C、20D。

在母線16與每個功率條18A、18B、18C、18D之間布置有四個并聯安裝的半導體變換器件22。這些器件22的每一個都形成一帶有絕緣柵雙極型晶體管(以“Isulated?Gate?Bipolar?Transisitor”的英文首字母縮寫“IGBT”公知)。