[實(shí)用新型]一種新型水冷管路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721044908.8
• 申請(qǐng)日: 2017-08-21
• 公開（公告）號(hào): CN207053380U
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬連鳳;劉立剛;田鵬剛;黃超;鄭淑莉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中車永濟(jì)電機(jī)有限公司
• 主分類號(hào): H02M1/00
• 分類號(hào): H02M1/00;H05K7/20
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專利事務(wù)所(普通合伙)14100
• 代理人: 朱源

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及變流器功率單元的水冷管路，具體為一種新型水冷管路。

背景技術(shù)

大功率機(jī)車變流器是機(jī)車交流電傳動(dòng)系統(tǒng)重要部件之一，對(duì)機(jī)車牽引電機(jī)起控制作用。變流器的輸出主要通過功率模塊來實(shí)現(xiàn)，功率模塊中的功率器件IGBT的頻繁導(dǎo)通和關(guān)斷會(huì)產(chǎn)生大量的能量損耗，而這些損耗會(huì)以熱的形式表現(xiàn)。為了使變流器持續(xù)穩(wěn)定的工作，必須采用合適的方式對(duì)功率器件進(jìn)行冷卻。

目前變流器的冷卻方式主要有自然冷卻、風(fēng)冷、水循環(huán)冷卻、沸騰冷卻等。對(duì)于機(jī)車大功率變流器的冷卻，國(guó)內(nèi)通常采用水循環(huán)冷卻方式，即將功率單元用的水冷基板通過一定的管路與換熱裝置進(jìn)行連接，通過冷卻介質(zhì)的循環(huán)將熱量帶到換熱裝置，再通過對(duì)換熱裝置的冷卻達(dá)到一個(gè)熱交換的目的。

圖1所示為一種用于大功率機(jī)車變流器功率模塊的水冷卻裝置，包括柜內(nèi)冷卻裝置和柜外冷卻裝置。其中，柜內(nèi)冷卻裝置包括：柜內(nèi)管路、水泵、進(jìn)水分配器、出水分配器、溫度傳感器、壓力傳感器、膨脹水箱以及連接件等；柜外冷卻裝置包括：柜外管路、截止閥、放氣閥、流量計(jì)等，冷卻裝置通過柜外冷卻管路和外部復(fù)合冷卻塔（包括熱交換器、風(fēng)機(jī)等）相連。該種冷卻裝置存在的問題是：（1）管路設(shè)計(jì)較復(fù)雜，占用空間較大；（2）只針對(duì)變流器內(nèi)的功率器件進(jìn)行冷卻，變流器內(nèi)的其它發(fā)熱部件只能采用自然風(fēng)冷的方式進(jìn)行冷卻。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型為了解決上述問題，提供了一種新型水冷管路。

本實(shí)用新型是采用如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種新型水冷管路，包括柜內(nèi)冷卻管路和柜外冷卻管路，其中柜內(nèi)冷卻管路包括進(jìn)水管組件、出水管組件、分支管路、電阻水冷板、溫度傳感器、壓力傳感器、水泵、膨脹水箱和不銹鋼管；柜外冷卻管路包括柜外管路、截止閥、排氣閥和流量計(jì)，電阻水冷板安裝在水泵出水口處，電阻水冷板上安裝有需要散熱的電阻，進(jìn)水管組件與電阻水冷板的出水口進(jìn)行連接，進(jìn)水管組件通過各分支管路與功率器件水冷基板的進(jìn)水端快速接頭相連接，功率器件水冷基板的出水端快速接頭與出水管組件的各分支管路相連，出水管組件與柜外管路的一端管接頭相連，柜外管路的另一端管接頭與水泵的進(jìn)水口連接，水泵的進(jìn)水口上還安裝有注液接頭，柜外管路的對(duì)外接口與機(jī)車上的熱交換裝置進(jìn)行連接，形成整個(gè)冷卻液的流通通道，進(jìn)水管組件和出水管組件分別通過不銹鋼管和位于管路最高點(diǎn)的膨脹水箱進(jìn)行連接，可以將管路中的氣泡排出到膨脹水箱中，再通過膨脹水箱的調(diào)壓功能排出管路系統(tǒng)外，膨脹水箱通過橡膠管和水泵連接，進(jìn)水管組件配有溫度傳感器和壓力傳感器,柜外管路配有流量計(jì)和截止閥，可以對(duì)冷卻液的流量進(jìn)行測(cè)量，方便維修和維護(hù)，排氣閥安裝在柜外管路的進(jìn)出水管路的最高點(diǎn)，用來排出管路中可能存在的氣體。

上述的一種新型水冷管路，膨脹水箱還設(shè)置有溢水管。

柜內(nèi)冷卻管路集成度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便。變流器的進(jìn)水管通過柜外管路連接到水泵的進(jìn)水口，借助水泵的動(dòng)力使冷卻液通過出水口，經(jīng)過電阻水冷板流向進(jìn)水管組件，電阻水冷板上安裝有需要散熱的電阻，通過冷卻液的循環(huán)，將電阻產(chǎn)生的熱量傳遞給冷卻液，起到為電阻散熱的作用，由電阻水冷板流出的冷卻液經(jīng)過各個(gè)分支管路進(jìn)入到功率模塊的水冷基板中。通過冷卻液吸熱將功率原件產(chǎn)生的熱量帶走，冷卻液再經(jīng)過分支管路進(jìn)入出水管組件。出水管組件直接連接至柜外管路，與機(jī)車上的熱交換裝置進(jìn)行連接。

進(jìn)水管組件中安裝有溫度傳感器和壓力傳感器，可對(duì)冷卻液的壓力和溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，同時(shí)柜外管路上也安裝有流量計(jì)，對(duì)冷卻裝置的流量進(jìn)行檢測(cè)。膨脹水箱位于冷卻管路的最高點(diǎn)，進(jìn)水管組件和出水管組件分別通過一根細(xì)的不銹鋼管和膨脹水箱進(jìn)行連接，可以排除冷卻液在循環(huán)時(shí)所產(chǎn)生的氣泡；水泵前端的進(jìn)水管上安裝有注液接頭，利用注液接頭可以對(duì)整個(gè)冷卻裝置進(jìn)行冷卻液的注入或補(bǔ)充，液面位置可通過膨脹水箱的液位儀進(jìn)行顯示。

本冷卻裝置解決了大功率變流器的功率器件和其它部分散熱部件的散熱問題，具有良好的冷卻效果，確保了變流器的穩(wěn)定工作，解決了以往冷卻結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺點(diǎn)，本冷卻系統(tǒng)主要的創(chuàng)新性和先進(jìn)性如下：

（1）該冷卻裝置不僅解決了變流器中功率器件的散熱問題，同時(shí)解決了其它電器部件的散熱問題；

（2）本機(jī)車變流器用冷卻裝置的進(jìn)水和出水管路采用主管路和分支管路配合的集成設(shè)計(jì)方式，管路與水泵之間的連接直接采用法蘭連接方式，省去了水分配器的繁瑣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算，也節(jié)省了空間；